{"id":2320,"date":"2022-04-13T09:06:59","date_gmt":"2022-04-13T07:06:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=2320"},"modified":"2022-04-13T09:59:27","modified_gmt":"2022-04-13T07:59:27","slug":"ceramica-tecnica-produzione-additiva-020320229","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/ceramica-tecnica-produzione-additiva-020320229\/","title":{"rendered":"La ceramica tecnica nella produzione additiva"},"content":{"rendered":"

A differenza della ceramica artigianale o artistica, la ceramica tecnica \u00e8 un materiale che viene usato da secoli in molti settori industriali. \u00c8 rinomata per la sua durezza, per la resistenza alla temperatura e per le sue propriet\u00e0 meccaniche. Nel settore della produzione additiva la ceramica \u00e8 meno popolare dei polimeri o dei metalli e rimane ancora un mercato di nicchia, sebbene le tecnologie 3D siano particolarmente interessanti. Infatti, a causa delle sue caratteristiche particolari, la ceramica tecnica \u00e8 un materiale difficile da modellare e la produzione additiva rappresenta un\u2019importante alternativa per creare geometrie complesse. Essendo oggigiorno compatibile con i procedimenti con letto di polvere<\/a>, di fotopolimerizzazione<\/a> ed estrusione<\/a>, la ceramica offre numerosi vantaggi ai produttori industriali, ai laboratori e ai centri di ricerca. Tra questi annoveriamo il Belgian Ceramic Research Centre (BCRC), che ha puntato su diversi processi di stampa 3D, in particolare su quello del produttore francese Pollen AM.<\/p>\n

Sono passati ormai vent\u2019anni da quando BCRC ha investito nella produzione additiva per poter produrre componenti che avessero geometrie complesse. La ceramica tecnica, infatti, \u00e8 un materiale fragile e refrattario<\/strong>, che \u00e8 quindi intrinsecamente difficile da modellare<\/strong>. Quando si tratta di creare geometrie complesse utilizzando processi convenzionali, i tempi di consegna si allungano e il costo di un componente pu\u00f2 risentirne fortemente. Ci\u00f2 che la produzione additiva promette \u00e8 il superamento di tale ostacolo: offrire geometrie complesse preservando le propriet\u00e0 della ceramica, a prescindere dal materiale usato.<\/p>\n

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La ceramica \u00e8 un materiale difficile da modellare. Grazie alla produzione additiva \u00e8 possibile immaginare geometrie complesse (Crediti foto: 3Dnatives)<\/p><\/div>\n

La ceramica tecnica sul mercato<\/h3>\n

Attualmente, esiste una gamma molto diversificata di ceramiche tecniche in grado di soddisfare vari mercati ed esigenze. La famiglia pi\u00f9 usata nella produzione additiva \u00e8 senza ombra di dubbio la ceramica ossidata<\/strong> che, come suggerisce il nome, \u00e8 composta da ossido di metallo come l\u2019allumina o lo zirconio. Trova impiego nel settore medico per la fabbricazione di protesi ossee, o nel campo dell\u2019orologeria. Successivamente troviamo la ceramica non ossidata<\/strong> con i nitruri, che uniscono buone prestazioni meccaniche e una buona resistenza alla temperatura, e i carburi che sono eccessivamente duri e spesso utilizzati per la loro resistenza tribologica. Il carburo di silicio, ad esempio, ha una durezza 3 volte maggiore rispetto a quella dell\u2019acciaio.<\/p>

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Nella produzione additiva i produttori possono usare diversi approcci tecnologici<\/a> per progettare componenti, ma non sono tutti compatibili con qualsiasi famiglia di ceramica. BCRC ha collaudato diversi processi di stampa 3D della ceramica ed ha confrontato la qualit\u00e0 dei componenti ottenuti, le loro caratteristiche e le loro prestazioni. Fabrice Petit, Program Manager Manufacturing Processes presso BCRC, spiega: \u201cEsistono molte tecnologie additive per la ceramica, ma nessuna \u00e8 in grado di soppiantare davvero le altre. La scelta viene effettuata in base all\u2019applicazione richiesta. La stereolitografia, per esempio, \u00e8 ideale per i componenti piccoli, leggermente traforati e aventi una debole massa. La Binder Jetting consente di progettare componenti di grandi dimensioni, ma molto porosi, quindi il suo utilizzo \u00e8 piuttosto limitato. A mio avviso i processi di estrusione rimangono i pi\u00f9 interessanti, e in particolare la tecnologia Pollen AM perch\u00e9 si basa su materiali sotto forma di granuli che si trovano nell\u2019industria dello stampaggio a iniezione. \u00c8 un dispositivo aperto che riduce il costo dei materiali ed estende il campo delle possibilit\u00e0.<\/em>\u201d<\/p>\n

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Esempio di componente in zirconio stampato in 3D da BCRC tramite il dispositivo Pollen AM (Crediti foto: 3Dnatives)<\/p><\/div>\n

Perch\u00e9 abbiamo scelto la tecnologia Pollen AM<\/h3>\n

BCRC lavora principalmente sugli ossidi<\/strong> con la tecnologia Pollen AM, anche se sta iniziando a usare dei nitruri<\/strong> per soddisfare i requisiti di temperatura. Abbiamo anche in programma di collaudare i carburi, in particolare il carbonato di tungsteno<\/strong>. Il centro di ricerca valuta la tecnologia e le caratteristiche dei componenti, siano essi strutture reticolari, microturbine di nitruro, strumenti da taglio in carburo di tungsteno, ecc. E il risultato \u00e8 soddisfacente: il processo di estrusione di Pollen AM permette di ottenere componenti di qualit\u00e0 che presentano ottime condizioni superficiali e che possono essere sollecitati meccanicamente.<\/p>\n

Le sfide rappresentate dalla produzione additiva della ceramica<\/a> sono infatti spesso proprio queste: \u00e8 necessario stare attenti alla porosit\u00e0 dei componenti poich\u00e9 se \u00e8 troppo elevata le prestazioni meccaniche non saranno sufficienti. La condizione in cui si trova la superficie \u00e8 un punto chiave, poich\u00e9 nel caso sia degradata, ci\u00f2 provocher\u00e0 crepe, quindi il componente si romper\u00e0 qualora venga sollecitato. In ogni caso, Fabrice Petit specifica: \u201cLa produzione additiva della ceramica offre, come tutte le tecnologie 3D, una maggiore libert\u00e0 progettuale. Penso che ci\u00f2 sia ancora pi\u00f9 rilevante con la ceramica grazie alle caratteristiche e alle propriet\u00e0 che la contraddistinguono<\/em>.\u201d<\/p>\n