Sinterizzazione laser diretta dei metalli

Che cos'è la stampa 3D dei metalli?

La sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) è un processo di stampa additiva che utilizza un fascio laser ad alta potenza e controllato da computer per sciogliere e fondere tra loro strati di polvere metallica.

La sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS) è un processo di stampa industriale 3D che produce prototipi di metallo e pezzi di produzione in 7 giorni lavorativi o meno. Una gamma di metalli produce componenti finali che possono essere utilizzate per applicazioni finali.

Le nostre linee guida di DMLS vi aiuteranno a comprendere le capacità e i limiti.

Come funziona la stampa 3D in metallo?

La stampante DMLS inizia a sinterizzare ogni strato - prima le strutture di supporto alla piastra di base, poi la parte stessa - con un laser puntato su un letto di polvere metallica. Dopo che uno strato di polvere di sezione trasversale viene microsaldato, la piattaforma di stampa si sposta verso il basso e una lama di ricopertura scorre per depositare il successivo strato di polvere in una camera di processo inerte. Il processo viene ripetuto strato per strato fino alla completa realizzazione del modello.

Al termine del processo di stampa, le parti vengono sottoposte ad una spazzolatura manuale iniziale per rimuovere il maggior quantitivo di polvere residua, seguita da un appropriato ciclo di trattamento termico mentre è ancora fissata nei sistemi di supporto per eliminare le eventuali sollecitazioni. I componenti vengono rimossi dalla piattaforma e le strutture di supporto vengono rimosse dai pezzi, quindi rifinite con la sabbiatura e la sbavatura delle perline necessarie. I componenti finali realizzati mediante DMLS sono quasi al 100% della densità dello materiale ottenuto tramite processi tradizionali.

Perchè scegliere DMSL per il tuo progetto di stampa 3D?

I materiali DMLS sono generalmente considerati uguali o migliori rispetto ai corrispondeti in lavorazione meccanica. Il DMLS è ideale anche quando la geometria o la struttura del pezzo non è possibile in nessun altro processo (ad esempio per progetti di risparmio di peso con strutture a nido d'ape o a latice). Protolabs può anche produrre pezzi per applicazioni medicali ed implantologia. Offriamo anche una serie di servizi secondari come la verniciatura, la post-lavorazione e la misura e il controllo, per migliorare ulteriormente la finitura del vostro progetto stampato in 3D.

Le Schede Tecniche (Data Sheet) dei materiali DMLS si trovano nella nostra Guida Comparativa


3DP ICON LOGO
  • Da 1 a oltre 50 pezzi
  • spediti entro 1-7 giorni lavorativi
Ideale per:
  • prototipi in materiali da produzione
  • pezzi funzionali destinati all'utenza finale
  • riduzione dei componenti metallici in un'unità

 

Stampa 3D

La stampa 3D industriale è un processo di fabbricazione additiva particolarmente indicato per la prototipazione rapida, modelli complessi, riduzione degli assemblaggi multicomponente e creazione di pezzi funzionali. Proto Labs si avvale di rigorose misure di controllo qualità e apparecchiature commerciali per creare pezzi sempre caratterizzati da un elevato grado di precisione.


 

Tecnologia Stampa 3D: PolyJet

Ideale per i dispositivi e i componenti medicali, la stampa 3D PolyJet è in grado di creare prototipi realizzati in materiali multipli, combinando materiali rigidi ed elastomerici. Come altri processi di stampa 3D, Polyjet 3D realizza i pezzi strato dopo strato, avvalendosi di goccioline di fotopolimeri liquidi che vengono successivamente polimerizzati con laser UV.

La stampa Polyjet può aiutarvi a creare prototipi avanzati e dettagliati con materiali multipli e scoprire opportunità di design nuovi e complessi. Per ulteriori informazioni su questa tecnologia innovativa, osservate il nostro video qui.


Linee guida per il progetto : Sinterizzazione Laser Diretta dei Metalli

RISOLUZIONE STANDARD 250mm x 250mm x 300mm

RISOLUZIONE STANDARD
AlSi10Mg

300mm x 300mm x 400mm
RISOLUZIONE ALTA 250mm x 250mm x 300mm
ALTA RISOLUZIONE 71mm x 71mm x 80mm (Ø100 x 80 mm)

 

Spessore strato

RISOLUZIONE STANDARD 0.05 - 0.06mm
RISOLUZIONE ALTA 0.03 - 0.04mm
RISOLUZIONE FINE 0.02mm

 

Dimensione minima del dettaglio

RISOLUZIONE STANDARD 1.0mm
RISOLUZIONE ALTA 1.0mm
ALTA RISOLUZIONE 0.5mm

 

Per pezzi ben progettati, con una direzione di crescita stabilita, le tolleranze da +/- 0.1 mm a +/- 0.2 mm + 0.005 mm/mm sono generalmente ottenute.

Con alcune geometrie si possono comunque verificare delle distorisioni, per la generazione di sollecitazioni interne.

 

Generalmente, per pezzi dal design corretto è possibile ottenere tolleranze di +/- 0.1 mm to +/- 0.2 mm + 0.005 mm/mm. Da notare che le tolleranze potrebbero variare in base alla geometria del pezzo.

STANDARD Aspettatevi valori di rugosità da 0.004 a 0.010mm Ra, a seconda del materiale e della risoluzione.Per valori specifici per materiale, risoluzione e angolo, si prega di consultare la scheda tecnica del singolo materiale.
PERSONALIZZATA
I trattamenti secondari includono superfici lavorate o lucidate a mano su richiesta. Quando occorre rispettare rigide tolleranze, possiamo eseguire trattamenti secondari quali foratura, stozzatura, fresatura e alesatura.

Per la produzione di componenti in metallo utilizziamo diverse macchine per la stampa 3D che offrono grandi dimensioni di progettazione, producono pezzi precisi e consegne in tempi rapidi. I nostri macchinari di stampa 3D EOS e Concept Laser sono in grado di utilizzare sia la polvere metallica reattiva che quella non reattiva.

Inconel 718 per la fabbricazione di pezzi tramite DMLS

In quanto materiale destinato al processo di DMLS, Inconel 718 è un materiale ideale per l’utilizzo in ambienti estremi, ovvero in applicazioni caratterizzate da temperature elevate in cui alluminio e acciaio sarebbero soggetti a usura. Le proprietà del materiale lo rendono perfetto per impieghi nei settori aerospaziali e dell’industria pesante, come la fabbricazione di componenti di turbine e motori a getto.
Per saperne di più

Capacità di produzione per la stampa 3D su metallo

Lavorazione post-processo

Ottenere tolleranze strette pur avendo la libertà di progettazione della fabbricazione additiva:

  • Fresatura a 3 e 5 assi
  • Tornitura
  • Elettroerosione a filo
  • Maschiatura

Analisi della polvere e tracciabilità dei materiali

Ricevere un'analisi della polvere di origine e la tracciabilità fino al fornitore del materiale per soddisfare le vostre esigenze di produzione.

  • Tracciabilità
  • Chimica
  • Analisi della dimensione delle particelle e della distribuzione

Test meccanici

Test certificati per confermare i requisiti meccanici sui componenti di produzione.

  • Tensile
  • Test di durezza
  • Fatica
  • Vibrazioni

Trattamenti termici

Processi specializzati di trattamento termico per migliorare le proprietà meccaniche e contenere le tensioni interne che si sviluppano durante il processo di sinterizzazione.

  • Scarico delle sollecitazioni
  • Pressatura isostatica a caldo (HIP)
  • Soluzione di ricottura
  • Invecchiamento

Ispezioni e rapporti di qualità

Convalidare la geometria del pezzo e valutare la struttura del materiale per il reporting della qualità.

  • Ispezioni dimensionali con rapporto
  • Ispezione del primo articolo (FAI)
  • CMM, scansione ottica e CT
  • Raggi X
  • Analisi della rugosità e della porosità della superficie
  • Certificato di conformità e tracciabilità

              

Certificazioni

                            


Vantaggi della stampa 3D dei metalli

Compatibile con quasi tutte le leghe
Proprietà meccaniche comparabili a quelle dei prodotti realizzati con tecniche tradizionali
In grado di riprodurre geometrie impossibili da realizzare mediante lavorazione meccanica o fusione
Capacità di realizzare pezzi esclusivi
Non richiede stampi speciali come la fusione


Per quali applicazioni viene usata la stampa 3D dei metalli?

La sinterizzazione laser diretta dei metalli è utile per molteplici applicazioni ed è diffusamente impiegata nel settore aerospaziale per la realizzazione di condotti dell'aria, dispositivi di fissaggio o montaggi.

La stampa 3D dei metalli è anche utile al settore medicale, i cui dispositivi sono complessi da realizzare e i prodotti di valore elevato. I requisiti dei clienti sono generalmente molto specifici/precisi.

La stampa 3D mediante DMLS è anche impiegata in una ampia varietà di applicazioni diverse quali rotori, giranti e staffe complesse ed è molto utilizzata nel settore automotive.


Considerazioni relative al design per la stampa 3D dei metalli

  • I pezzi devono essere correttamente supportati durante il processo di realizzazione oppure evitate forme eccezionalmente difficili da ottenere, affinché non siano soggetti a deformazione e distorsione.
  • La distanza massima priva di supporti ammessa è di 2 mm.
  • Pareti dallo spessore inferiore a 1 mm devono avere un rapporto altezza-spessore minore di 40:1 perché altrimenti la struttura potrebbe collassare.
  • Le pareti spesse comportano spreco di materiale e sono inefficienti; è meglio renderle cave mediante una struttura reticolare o alveolare - questo ne ridurrà il costo preservando al contempo l’integrità strutturale.
  • Le strutture ad albero, le delicate curve a forma di conchiglia intrecciata e altre forme organiche sono tutte economiche da realizzare.
  • Prendete in considerazione la DMLS per strutture molto complesse, difficili da lavorare meccanicamente.
  • I pezzi realizzati con la DMLS standard hanno una finitura simile a quella ottenuta mediante colata in sabbia. Se si richiedono finiture più lisce, sono disponibili diversi processi tra i quali la goffratura perlata, la verniciatura e la post-lavorazione dopo la stampa 3D.
  • I pezzi in metallo sinterizzati sono al 99% densi quanto quelli formati secondo le tradizionali tecnologie.
  • Con la DMLS si può semplificare notevolmente la realizzazione di assemblaggi multicomponente.
  • Sulle superfici ad angolo si verificherà la cosiddetta scalinatura, ovvero i lati di un pezzo piramidale saranno più ruvidi di quelli di un cubo.
  • Occorre prendere in considerazione l’impiego di materiale supplementare quando si richiedono fori o dettagli realizzati secondo rigide tolleranze - per tener conto dell’alesatura o di una lavorazione secondaria.
    È possibile utilizzare l’intera area di stampa di 250 mm³.
  • La sinterizzazione laser diretta dei metalli è un’ottima soluzione per i progettisti che richiedono pezzi leggeri, in quanto ne riduce il costo totale.
  • Il CuNi2SiCr è un rame basso-legato, un materiale che può essere utilizzato in contesti di lavoro ostili, a differenza del rame puro.
  • L’Inconel 718 è adatto agli ambienti estremi come le applicazioni ad alte temperature, nelle quali l’alluminio e l’acciaio sono soggetti a scorrimento.
  • L’Acciaio Maraging 1.2790 è un acciaio pre-lega a resistenza ultra elevata.
  • Il Titanio Ti6Al4v è una lega leggera ben conosciuta, famosa per il suo basso peso specifico e la sua biocompatibilità.
  • L’Alluminio AlSi10Mg è una tipica lega di fusione. Date le buone proprietà di fusione, è solitamente utilizzata per i componenti caratterizzati da pareti sottili e geometrie complesse.
  • L’Acciaio inossidabile 316L si caratterizza per la buona resistenza alla corrosione e dall’assenza di sostanze rilasciabili in concentrazioni citotossiche.

 

Stampa 3D

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