Produzione additiva di componenti 3D finiti

L’integrazione delle tecnologie di DMG MORI: deposito laser e fresatura a 5 assi perfettamente integrati per un’ottima qualità di superficie e perfetta precisione pezzo.
L’integrazione delle tecnologie di DMG MORI: deposito laser e fresatura a 5 assi perfettamente integrati per un’ottima qualità di superficie e perfetta precisione pezzo.

Nell’era dei cicli di vita dei prodotti sempre più brevi e in quella dei componenti sempre più complessi, i processi di produzione additiva offrono supporto alle aziende per una produzione più rapida di prodotti nuovi ed innovativi. L’inimitabile connubio della tecnologia di deposito laser con iniettore di polveri e della tecnologia di fresatura apre all’operatore orizzonti completamente nuovi in quanto ad applicazioni e geometrie realizzabili. La Lasertec 65 3D offre una soluzione ibrida per la produzione additiva combinata con la fresatura a 5 assi. Questa tecnologia utilizza il processo di riporto di materiale applicato mediante un iniettore di polveri metalliche, che vanta velocità fino a 10 volte superiori rispetto al sistema a strati.

Il mercato dei processi additivi è cresciuto rapidamente in questi anni. Finora l’applicazione di processi additivi si era limitata alla produzione di prototipi e pezzi piccoli, altrimenti irrealizzabili con le tecnologie tradizionali, mentre ora, grazie alla combinazione dei due processi, ossia della produzione additiva e dell’asportazione di truciolo in un’unica macchina, la tecnologia additiva completa ed amplia i metodi di lavorazione tradizionali.

Per garantire la produzione additiva, la Lasertec 65 3D è dotata di un laser a diodi di 2,5 kW. Sulla stessa macchina, in quanto eccellente fresatrice a 5 assi caratterizzata dalla stabile struttura monoBLOCK®, è possibile realizzare operazioni di fresatura ad elevata precisione. “Grazie al cambio completamente automatizzato da fresatrice a laser, la Lasertec 65 3D è la soluzione ideale per la lavorazione completa di componenti complessi con sottosquadra. La macchina può essere utilizzata per operazioni di riparazione e riporti parziali o completi nel campo della costruzione di stampi, dell’ingegneria meccanica o medicale”, spiega Friedemann Lell, Sales Director per i prodotti Lasertec di Sauer GmbH.

Lasertec 65 3D – Produzione generativa di qualità di componenti 3D finiti.
Lasertec 65 3D – Produzione generativa di qualità di componenti 3D finiti.

Produzione generativa di pezzi di grandi dimensioni
Rispetto al sistema a strati, il processo di deposito laser applicato mediante iniettore di polveri metalliche consente la produzione di pezzi di grandi dimensioni. Grazie alla velocità fino a 1 kg/h, questo processo è fino a 10 volte più rapido rispetto al sistema a strati. E non è tutto: la combinazione di questo processo con la lavorazione di fresatura apre orizzonti applicativi completamente nuovi. Il pezzo può essere prodotto in diverse fasi, alternando fasi di riporto di materiale a fasi di fresatura, in modo da lavorare ad altissima precisione di finitura anche quei piani difficilmente raggiungibili con la fresa sul pezzo finito a causa della geometria stessa del pezzo.

“Nel caso di componenti strutturali, che oggi richiedono l’asportazione del 99,8% del materiale mediante fresatura, il processo additivo consente di applicare materiale solo ove necessario, riducendo lo spreco di materiale con risparmi significativi in termini di materiale grezzo e relativi costi”, spiega Lell.

Il laser, che viene inserito unitamente alla testa di riporto di polveri nell’attacco utensile HSK del mandrino portafresa, viene riposto in un alloggiamento sicuro durante l’esecuzione delle operazioni di fresatura in macchina. Le macchine e il processo sono comandati dal nuovo pannello operativo DMG MORI CELOS combinato con SIEMENS 840D solutionline.

Lavorazione completa di un componente tridimensionale: alloggiamento turbina (A) e Blisk (B) per l’industria Aerospace.
Lavorazione completa di un componente tridimensionale: alloggiamento turbina

Realizzazione di profili 3D
Mediante laser a diodi, la polvere metallica viene applicata a strati su un materiale base, base che può essere un componente prodotto con metodi di lavorazione tradizionali. La polvere metallica si lega così in modo indissolubile alla superficie sottostante, con la quale si fonde senza generare pori o crepe per formare un deposito di materiale denso al 99,95%. Un ugello coassiale, che combina il raggio laser e trasporta la polvere con un gas inerte, previene l’ossidazione durante il processo generativo. Una volta raffreddato, lo strato metallico che ne risulta può essere sottoposto a lavorazione meccanica.

La saldatura mediante deposito laser è da tempo affermata come una tecnologia stand-alone ed è stata a lungo utilizzata come metodo di riparazione per le applicazioni di motori aeronautici e turbine a gas. Costituisce l’integrazione ideale delle macchine CNC di altissima qualità di DMG MORI. “La combinazione di processi di 30asportazione di truciolo e additivi assumerà un’importanza ancora maggiore, in quanto apre nuovi orizzonti e porta nuovi vantaggi applicativi”, dice Lell.

Uno dei pregi di questi procedimento è la possibilità di realizzare pareti di spessore compreso tra 1,6 mm o 3 mm, a seconda geometria dell’ugello. La macchina può anche essere riempita con due materiali differenti. Con un passaggio che richiede pochi minuti, due diversi materiali possono essere depositati uno dopo l’altro.

Un’altra area molto importante di applicazione è l’aggiunta di materiale su un pezzo o componente già esistente, operazione che consente di personalizzare, aggiungere funzionalità, caratteristiche o reagire ai cambiamenti di prodotto. La macchina ha la speciale capacità di aggiungere materiale su una superficie 3D esistente.

Lavorazione completa di un componente tridimensionale: alloggiamento turbina (A) e Blisk (B) per l’industria Aerospace.
Lavorazione completa di un componente tridimensionale: Blisk per
l’industria Aerospace.

Soluzione conveniente
Le macchine di grandi dimensioni, come quelle impiegate per la lavorazione di pezzi ingombranti per il settore energetico o aerospace, sono tendenzialmente molto costose. Se però si combina la sgrossatura, il riporto di materiale e la finitura in un’unica macchina, si ottiene una soluzione economicamente vantaggiosa per il cliente.

Nel comparto dell’energia e dell’industria petrolifera, inoltre, è spesso necessario rivestire i componenti con leghe inossidabili antiusura: il deposito laser offre protezione a prodotti quali tubi, raccorderia, flange e fabbricati speciali che vengono impiegati in presenza di sostanze aggressive. Con una macchina ibrida è possibile realizzare la lavorazione del materiale di base, il rivestimento e la finitura su un’unica macchina, con tutto il vantaggio di un risparmio di costi e di una riduzione dei tempi di attraversamento.

I punti di forza della Lasertec 65 3D
– Intelligente connubio di deposito laser e fresatura per un’ottima qualità di superficie e massima precisione del pezzo.
– Sinterizzazione laser con iniettore di polveri: 10 volte più rapido rispetto al sistema a strati.
– Fattibilità di numerose geometrie 3D con diametri fino a 500 mm senza materiali di sostegno, anche con sottosquadra.
– Lavorazione diretta di aree non più raggiungibili a pezzo finito
– Aggiunta di materiale anche a pezzi già esistenti.

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