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Apr 05, 2023

Additive Manufacturing: macchine e sistemi per componenti stampati 3D in metallo, plastica e ceramica

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Al Formnext 2022, AIM3D fornirà informazioni su due punti salienti principali. Da un lato il nuovo processo Voxelfill per migliorare in modo sostenibile le proprietà di resistenza di un componente 3D basato su strati e dall’altro il lancio sul mercato dell’Exam 510.

Ogni processo di stampa 3D compete con le strategie di produzione classiche come la fusione o la fresatura in termini di proprietà meccaniche, fattori temporali ed efficienza dei costi. È anche in concorrenza con tecnologie alternative di stampa 3D. La sfida tecnologica: attualmente i processi di costruzione 3D dei polimeri basati su strati spesso presentano proprietà strutturali disomogenee. Con il processo Voxelfill in attesa di brevetto, AIM3D sta aprendo una nuova strada che supera i problemi di resistenza disomogenea ottenendo densità definite e selettive nel componente.

Con l'approccio Voxelfill, i componenti non vengono più creati esclusivamente a strati (cioè 2.5D), ma utilizzano il riempimento a strati incrociati utilizzando i cosiddetti voxel come aree di volume. A tale scopo viene prima creato il contorno del componente, come di consueto come la struttura di base, utilizzando una o più anime del materiale estruso. All'interno del componente viene creato un reticolo che definisce i confini degli elementi del volume da riempire, simili alle cavità. Questa struttura dei voxel da riempire ricorda il favo di un alveare.

La strategia Voxelfill comprende ora due fasi del processo:

1. Generazione di una struttura reticolare: il sistema CEM ripete questa struttura fino ad un'altezza definita degli elementi del volume, poi a questo punto le cavità (voxel) precedentemente create vengono riempite iniettando materiale termoplastico con l'estrusore.

2. Fase di riempimento dei voxel: ora viene implementato il secondo, ancora più importante componente di questa strategia di stampa 3D: quando le aree del volume sono riempite, ciò non include il riempimento di tutti i voxel su un piano. Ciò comporterebbe ancora una volta una debolezza nella direzione Z direttamente nel piano della "cucitura". Spostando gli elementi del volume a metà del voxel, si crea una sorta di "legame simile a un mattone" nel componente, con conseguente compensazione della linea di rendimento. Ciò si traduce in un enorme aumento della resistenza e migliora anche l'elasticità dei componenti nella direzione Z. Inoltre, gli elementi volumetrici introdotti riducono notevolmente il tempo di stampa per i componenti completamente riempiti e quindi aumentano significativamente l'economicità del processo CEM.

Formnext 2022 segnerà anche il lancio della nuova stampante per granulati Exam 510 di AIM3D. L'azienda con sede a Rostock ha sviluppato questo grande sistema CEM fino alla fase beta in un periodo di appena 1,5 anni. Gli utenti della fase beta includono ZF Friedrichshafen, Schaeffler e l'Università Tecnica di Clausthal. Il nuovo Exam 510 offre un'area di costruzione più ampia, maggiore precisione e velocità di costruzione accelerate.

La stampante Exam 510 è una stampante multimateriale per la produzione additiva che può stampare consecutivamente fino a tre materiali. L'area di costruzione aumentata di 510 x 510 x 400 mm3 ora apre una moltitudine di applicazioni. L'area di costruzione può essere riscaldata fino a 200 °C per ridurre le sollecitazioni nel componente e per lavorare materiali ad alte prestazioni. La velocità di costruzione o di stampa notevolmente aumentata dipende ovviamente dal materiale utilizzato e può arrivare fino a 250 cm3/h (quando si utilizza un ugello da 0,4 mm). Questa classe di estrusori consente velocità di estrusione fino a dieci volte superiori rispetto agli estrusori di filamenti disponibili in commercio. Il fascino speciale dell'Esame 510 è rivelato dai materiali che possono essere utilizzati. AIM3D ha dotato il sistema di una camera di processo riscaldabile appositamente progettata per l'uso di materie plastiche ad alta temperatura. Ciò rende possibile la lavorazione anche di materiali plastici ad alta temperatura come PEEK, PEI, PSU, PPS, con o senza riempimento di fibre.

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