Schall rivoluziona la stampa 3D: componenti per l'aviazione più stabili e precisi!

Schall rivoluziona la stampa 3D: componenti per l'aviazione più stabili e precisi!

Le sfide nella stampa 3D di componenti per settori rilevanti per la sicurezza come l’aerospaziale e la costruzione di veicoli sono considerevoli. Nonostante le tecnologie avanzate, questi componenti vengono utilizzati raramente a causa di problemi di qualità. Un gruppo di ricerca presso la cattedra di ingegneria della produzione dell'Università del Saarland, guidato dal professor Dirk Bähre, ha compiuto importanti progressi nel miglioramento della qualità dei componenti.

Sotto la guida del dottorando Oliver Maurer, il suono viene utilizzato in un nuovo processo per aumentare la qualità di piccoli componenti metallici nella stampa 3D a letto di polvere. Secondo un rapporto dell'Università del Saarland, il suono viene utilizzato per compattare la polvere metallica durante il processo di fusione mediante un laser. Ciò porta ad una maggiore stabilità e omogeneità dei componenti prodotti, che è fondamentale per la loro ulteriore applicazione. L'integrazione di un altoparlante nella stampante 3D crea vibrazioni mirate che migliorano significativamente le proprietà del materiale stampato.

Procedure di miglioramento della qualità

L'uso delle onde sonore è simile alla compattazione del cemento. La vibrazione sonora mirata fa sì che le particelle di polvere metallica si avvicinino tra loro. Il laser scioglie la polvere compattata, ottenendo una struttura cristallina raffinata e una resistenza migliorata. I rapporti mostrano che oltre a ridurre al minimo i vuoti, questo metodo ottimizza anche la microstruttura dei componenti e aumenta la precisione geometrica. Meno pori e una superficie più omogenea sono il risultato di questa tecnologia innovativa.

Un altro vantaggio è la disponibilità più rapida dei componenti, poiché il nuovo metodo richiede meno post-elaborazione. Gli studi dimostrano che le vibrazioni sonore rendono il processo di fusione più controllato, il che potrebbe ridurre lo stress interno dei componenti. Ciò è di particolare interesse per i componenti piccoli e dalla forma complessa che vengono utilizzati, ad esempio, nella tecnologia medica per le protesi.

Il processo non è adatto solo per alcune leghe, ma può essere trasferito anche ad altri tipi di metalli. Maurer ha già pubblicato articoli scientifici su questa tecnologia ed è alla ricerca di aziende partner attive per sviluppare ulteriormente e applicare il processo nella pratica.

Prospettive aerospaziali

Nel contesto aerospaziale, aziende come Trumpf si affidano alla produzione additiva per rendere i componenti più leggeri e più stabili. La tecnologia additiva detiene ora una quota di mercato superiore al 20% in questo settore e aiuta a ridurre al minimo gli elevati costi di trasporto nello spazio. Processi all'avanguardia come Laser Metal Fusion (LMF) e Laser Metal Deposition (LMD) consentono progetti precisi che utilizzano specificamente il materiale solo dove è necessario. Ad esempio, la montatura per i satelliti per le comunicazioni è stata alleggerita del 55% senza perdere stabilità.

Numerose aziende stanno riconoscendo il valore delle tecniche di stampa 3D migliorate per applicazioni critiche per la sicurezza. Gli sviluppi dell'Università del Saarland offrono approcci promettenti per risolvere i problemi esistenti e aprire nuovi mercati.