Produzione additiva

Il termine di fabbricazione additiva si riferisce a tutto Metodo di produzione , in cui lo strato materiale viene applicato a un componente tridimensionale per strato. Il metodo di formatura ha i suoi punti di forza, soprattutto in strutture altamente complesse, e consente all'utente di avere un alto grado di libertà progettuale e ottimizzazione funzionale.

Ad oggi, la produzione additiva è stata utilizzata prevalentemente nella costruzione di prototipi e nella produzione di piccole dimensioni. Nel frattempo, tuttavia, la tecnologia si sta muovendo sempre più nella produzione di serie, in quanto consente la forte individualizzazione dei prodotti e dà all'utente la possibilità di differenziarsi sul mercato.

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Basi tecniche della produzione additiva

La produzione additiva si basa sull'applicazione strato per strato di materiale. Per questo motivo, la tecnologia viene anche chiamata tecnologia a strati. Il processo del metodo di produzione inizia sempre con l'imaging del contorno del componente desiderato in un set di dati CAD tridimensionale. Nella fase di ingegneria, questo può essere generato facoltativamente per mezzo di costruzione CAD convenzionale, attraverso la scansione o da altri metodi di imaging, come la tomografia del computer (la scansione di TCT).

Produzione aggiuntiva: CAD Costruzione della società Flying Parts GmbH

Nel secondo passaggio, il file CAD viene suddiviso in strati mediante un software speciale. Ogni strato ha solitamente lo stesso spessore. Il file risultante contiene per ogni strato i dati di contorno necessari nel piano bidimensionale e lo spessore dello strato.
I dati CAD del componente vengono poi letti in una stampante 3D. Il processo di stampa effettivo poi differisce come funzione della variante di processo. Nella fusione laser selettiva, ad esempio, il materiale da trattare viene applicato per la prima volta in forma di polvere alla piattaforma di costruzione come strato sottile e poi fuso da un forte raggio laser secondo i dati di costruzione. Il secondo strato di polvere viene poi applicato ed è collegato allo strato che si trova sotto da fusione rinnovata. Dopo ogni passo, la piattaforma di costruzione è abbassata dallo spessore dello strato. In questo modo, il componente desiderato viene prodotto passo dopo passo.

Struttura di sostegno - fusione laser selettiva (SLM) da H+E Produktentwicklung GmbH

In quali casi è utile la produzione additiva?

I processi di produzione additivi sono prevalentemente utilizzati in aree in cui sono richiesti piccoli numeri di pezzi con contorni geometrici complicati e un elevato grado di individualizzazione. Nei primi anni, la produzione additiva è stata utilizzata principalmente per la produzione economica ed efficiente di prototipi ed è quindi chiamata anche prototipazione rapida. Nel corso dello sviluppo, tuttavia, il metodo è stato sempre più interessante per la produzione di strumenti (rapido) e la produzione di componenti (produzione terapida) in piccole quantità.

Se un metodo convenzionale, come lo stampaggio ad iniezione o la fresatura, viene utilizzato o la produzione additiva è economicamente ragionevole dipende principalmente dal materiale e dal numero di pezzi.

La seguente tabella confronta la stampa 3D con metodi di produzione convenzionali e mostra quando la produzione additiva rappresenta:

Tecnologia	Quantità	Materiali
Stampaggio a iniezione	1 – 1.000	Materie plastiche termoplastiche
Pressocolata	1 – 1.000	Alluminio, titanio, leghe di nichel
Fresatura (CNC)	1 – 50	Acciaio inox, acciaio per utensili, alluminio, titanio, lega di nichel

Rispetto allo stampaggio ad iniezione e alla pressofusione, la produzione additiva ha il vantaggio che la produzione costosa di stampi / utensili e le loro modifiche nel processo di produzione vengono eliminate. Rispetto ai metodi di rimozione dei materiali come la fresatura, la stampa 3D ha il vantaggio che i passi di lavoro aggiuntivi dopo lo stampaggio originale sono in gran parte eliminati.

Additive Manufacturing: Drones from Materialise GmbH

Parti PEEK additivamente prodotte da Dipl.-Ing. Brecht GmbH

Quali materiali possono essere utilizzati?

Un gran numero di materiali sono ora adatti per la produzione additiva. Questi includono:

Plastics:

Poliammide
HIPS
PHA
PEEK

Metals:

Alluminio
Acciaio
ottone
Titanio
Oro
Argento

Altre sostanze:

Gips
Ceramics
Silicone
Art ceres

Impianti Fused-Deposition-Modelling di PMT GmbH

Quali varianti ci sono?

Alcuni importanti processi di fabbricazione additiva, il rispettivo principio funzionale e i materiali utilizzati sono spiegati nella seguente tabella:

Procedimento	Abbr.	Principio	Materiali
Stereolitografia	SL	Un laser UV indurisce selettivamente una resina liquida fotosensibile secondo una sezione trasversale del prodotto.	Fotopolimeri, acrilati, epossidi
Binder Jetting	3D-P	Un legante viene stampato nel substrato in polvere tramite ugello, incollando le particelle.	Polveri plastiche, metalli, ceramica
Sinterizzazione laser selettiva	SLS	Un raggio laser ad alta energia fonde localmente particelle di polvere secondo il contorno del pezzo.	Termoplastici semicristallini
Fusione laser selettiva	SLM	Un raggio laser ad alta energia fonde localmente particelle di polvere secondo il contorno del pezzo.	Polveri metalliche saldabili
Stampa a cera	PJM	La cera viene fusa, spinta attraverso un ugello, depositata sul piatto e solidificata.	Cere
Deposizione a filo fuso	FDM	Fili di plastica vengono spinti attraverso un ugello riscaldato e si uniscono quando sono caldi.	Termoplastici amorfi
Stampa UV a getto d'inchiostro	MJP	Prepolimeri fotosensibili vengono depositati localmente e induriti con una lampada UV.	Fotopolimeri, acrilati, epossidi
Fusione con fascio di elettroni	EBM	Un fascio di elettroni fonde localmente particelle di polvere.	Polveri metalliche (soprattutto titanio)
Spruzzatura diretta di polvere metallica	DMD	Un getto di polvere metallica viene localmente saldato nel fuoco laser.	Polveri metalliche saldabili
Stampa 3D metallo / Saldatura a filo	3DMP	Un filo metallico viene fuso sul substrato con un raggio laser.	Fili metallici saldabili

Panoramica dei metodi di fabbricazione additiva di Materialise GmbH

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