La fabbricazione additiva è comparsa negli anni ’80; ma è negli anni ’90 che sono state sviluppate diverse tecniche e materiali, rendendola più accessibile e pratica per un uso industriale.
Scoprite l'incredibile versatilità della fabbricazione additiva
La fabbricazione additiva (FA), detta anche stampa 3D, consente di realizzare pezzi tridimensionali a partire da un file digitale. La prima fase della fabbricazione additiva consiste nel creare un modello 3D dell’oggetto mediante un software che lo suddivide poi in sottili strati orizzontali. In un secondo momento, la stampante 3D costruisce l’oggetto sovrapponendo strati successivi. I diversi strati di materiale possono essere depositati per fusione, sinterizzazione o anche per polimerizzazione.
I principali materiali utilizzati dagli industriali nella fabbricazione additiva sono i metalli, ma si trovano anche ceramiche e polimeri sotto forma di polveri, nastri o fili.
I vantaggi dell'utilizzo della fabbricazione additiva per la produzione di pezzi metallici
Beneficiando oggi di un buon livello di maturità, questa tecnologia offre una libertà di progettazione senza pari e ha trovato numerose applicazioni in mercati esigenti come l’aeronautica, lo spazio, il medicale, l’automotive, …
Il controllo delle polveri metalliche e dei prodotti finiti derivati dalla fabbricazione additiva.
L'importanza del controllo della qualità delle polveri metalliche nella fabbricazione additiva
La qualità delle polveri metalliche è un punto cruciale nella produzione additiva. Al centro dell’interazione materia-laser, le polveri devono in particolare rispettare una composizione chimica, una morfologia, una granulometria e una porosità intraparticellare minima.
Per garantire la qualità dei pezzi realizzati, il controllo delle polveri metalliche rappresenta una sfida fondamentale per raggiungere le prestazioni attese. I parametri regolarmente analizzati sono:
- la composizione chimica determinata mediante ICP-AES, ICP-MS e analizzatori elementari (C/S, N/O e H).
- la granulometria realizzata generalmente tramite granulometria laser secondo la norma ISO 13320,
- la scorrevolezza caratterizzata da un tempo di scorrimento, può essere misurata mediante un imbuto calibrato di tipo cono:
- di Hall secondo la norma ISO 4490 e ASTM B 213
- di Carney secondo la norma ASTM B 964 (quest’ultimo cono è di interesse, ad esempio, per le polveri di alluminio)
- la densità apparente e la densità battuta che consentono di caratterizzare, tramite effetto meccanico, l’attitudine di una polvere a organizzarsi espellendo l’aria tra i granuli.
- la densità vera determinata per picnometria secondo la norma ISO 12154 o ASTM B 923.
- la morfologia valutata mediante Microscopia Elettronica a Scansione (MEB-FEG) e Microscopia Ottica.
- la microstruttura caratterizzata da un esame metallografico.
- la valutazione dell’eliminazione dei residui di produzione additiva nei DM secondo la norma ASTM F3335-20
La tomografia X: tecnica di analisi di riferimento per il controllo dei pezzi metallici additivi
La tomografia X è una tecnica di analisi utilizzata dal laboratorio FILAB che consente di localizzare con grande precisione qualsiasi eterogeneità, singolarità o inclusione presenti in un materiale o in un prodotto finito. Permette inoltre di verificare l’assemblaggio e il posizionamento di complessi insiemi meccanici.
Non distruttiva, questa tecnica fornisce una diagnosi che consente di visualizzare i difetti nelle 3 dimensioni di un componente e di controllare pezzi ad alto valore aggiunto.
Il controllo dei pezzi ottenuti tramite fabbricazione additiva può essere effettuato anche con strumenti all’avanguardia come il MEB FEG-EDX, la DRX o ancora le misure tramite BET.
Per concludere
Il laboratorio FILAB propone ai propri clienti servizi di caratterizzazione delle polveri metalliche per la fabbricazione additiva e dei pezzi metallici ottenuti tramite fabbricazione additiva
