Sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS)
Ottenere prototipi e pezzi di produzione stampati in 3D in metallo di qualità. Richiedete oggi stesso un preventivo online.
CERTIFICAZIONI
ISO 9001:2015 | ISO:13485 | DNV Certificazione di qualificazione della produzione per Inconel 718
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→ Capabilità
→ Opzioni di materiali per la stampa additiva del metallo
→ Capacità di produzione per la stampa 3D su metallo
→ Post-Processo
→ Certificazioni
→ Che cos'è la stampa 3D dei metalli?
→ Come funziona la stampa 3D in metallo?
→ Perché utilizzare la sinterizzazione laser di metalli diretti?
La sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) è un processo industriale di stampa 3D dei metalli che consente di realizzare prototipi metallici completamente funzionali e parti di produzione in 7 giorni o meno. Una gamma di metalli produce parti finali che possono essere utilizzate per applicazioni finali.
La tecnologia di stampa 3D in metallo è utilizzata per:
Prototipazione in materiali di produzione
Geometrie complesse
Parti funzionali per uso finale
Riduzione dei componenti metallici in un assemblaggio
Opzioni di materiali per la stampa additiva del metallo
Acciaio inox (17-4 PH)
Il 17-4 PH è un acciaio inossidabile indurito per precipitazione, noto per la sua durezza e resistenza alla corrosione. Se l'applicazione richiede un'opzione in acciaio inossidabile, la resistenza molto più alta alla trazione e allo snervamento fanno del 17-4-PH la scelta migliore. Sebbene abbia un allungamento a rottura molto inferiore rispetto al 316L. I pezzi finali costruiti in 17-4 PH vengono sottoposti a un trattamento termico in soluzione sottovuoto e a invecchiamento H900.
Vantaggi principali
- Trattamento termico per la massima durezza e resistenza
- Resistenza alla corrosione
Acciaio inox (316L)
L'acciaio inossidabile 316L è un materiale di largo impiego utilizzato per la produzione di pezzi resistenti agli acidi e alla corrosione. Rappresenta l'opzione migliore quando l'applicazione richiede la flessibilità dell'acciaio inossidabile.
Il 316L è un materiale più malleabile rispetto al 17-4 PH. I pezzi di uso finale realizzati in 316L vengono sottoposti a un trattamento di distensione.
Vantaggi principali
- Resistenza all'acido e alla corrosione
- Elevata duttilità
Alluminio (AlSi10Mg)
L'alluminio (AlSi10Mg) è paragonabile a una lega della serie 3000 utilizzata nei processi di fusione e pressofusione. Ha un buon rapporto forza-peso, resistenza alle alte temperature e alla corrosione, buona resistenza alle sollecitazioni, allo scorrimento e alla rottura. Possiede inoltre proprietà di conduzione termica ed elettrica. I pezzi di uso finale realizzati in AlSi10Mg vengono sottoposti a un trattamento di distensione.
Vantaggi principali
- Alta rigidità e resistenza al peso
- Conduttività termica ed elettrica
Inconel 718
L'Inconel è una superlega di nichel-cromo di grande robustezza e resistenza alla corrosione, ideale per pezzi destinati a sopportare temperature e carichi meccanici estremi. I pezzi di uso finale realizzati in Inconel 718 vengono sottoposti a un trattamento di distensione. Sono disponibili anche la solubilizzazione e l'invecchiamento per AMS 5663 per aumentarne la resistenza alla trazione e la durezza.
Vantaggi principali
- Resistenza all'ossidazione e alla corrosione
- Alta resistenza alla trazione, alle sollecitazioni, allo scorrimento e alla rottura
Cobalto-cromo
Il cobalto cromo è una superlega nota per il suo elevato rapporto forza-peso.
Vantaggi principali
- Alta resistenza alla trazione e allo scorrimento
- Resistenza alla corrosione
Titanio (Ti6Al4V)
Il titanio (Ti6Al4V) è una lega di ampio uso. Rispetto al Ti grado 23 ricotto, le proprietà meccaniche del Ti6Al4V sono paragonabili al titanio battuto in termini di resistenza alla trazione, allungamento e durezza. I pezzi di uso finale realizzati in Ti6Al4V vengono sottoposti a un trattamento di distensione sottovuoto.
Vantaggi principali
- Alta rigidità e resistenza al peso relativo
- Alta temperatura e resistenza alla corrosione
Capacità di produzione per la stampa 3D su metallo
Cercate una soluzione di produzione additiva per i progetti di produzione? Con la nostra tecnologia di stampa 3D in metallo, potete scegliere tra diversi processi secondari come la lavorazione post-processo, la maschiatura, l'alesatura e i trattamenti termici che producono parti di produzione per uso finale. Per garantire parti di alta qualità, offriamo anche l'analisi delle polveri, la tracciabilità dei materiali, la convalida dei processi e i rapporti di ispezione. Il nostro processo di stampa 3D a sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) è certificato ISO 9001 e ISO 13485. Si tratta di una stampa 3D industriale progettata in base alle esigenze del vostro progetto, che sia di prototipazione o di produzione.
1. Esperienza
Preventivi e feedback di progettazione da parte del nostro team di ingegneri esperti e affidabilità da parte di un produttore che ha stampato in 3D milioni di geometrie uniche negli ultimi due decenni.
2. Gestione del progetto
Supporto dedicato alla gestione del progetto per tutte le vostre esigenze di produzione, dalla progettazione dei pezzi ai processi di finitura.
3. Scala
Più di 100 stampanti 3D industriali in metallo e polimeri, con cinque tecnologie di produzione additiva, che supportano progetti di produzione in vari materiali di grado ingegneristico.
4. Qualità
Controlli di processo rigorosi e personale ingegneristico concentrato sulla realizzazione di parti con tolleranze ristrette, precisione dimensionale e proprietà meccaniche robuste.
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
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
Perché utilizzare la sinterizzazione laser di metalli diretti?
I materiali DMLS sono generalmente accettati per essere uguali o migliori rispetto a quelli battuti. Il DMLS è ideale anche quando la geometria o la struttura del pezzo non è possibile in nessun altro processo (per esempio, per i progetti di risparmio di peso che utilizzano strutture a nido d'ape o latice). Protolabs può anche produrre pezzi per applicazioni mediche implantari. Offriamo anche una serie di servizi secondari come la verniciatura, la post lavorazione, la misurazione e l'ispezione, per migliorare ulteriormente la finitura del vostro progetto stampato in 3D.
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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.
Proprietà di materiale a confronto
| Materiali | Risoluzione | Condizione | UTS (MPa) |
Tensione di snervamento (MPa) |
Allungamento (%) |
Durezza |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acciaio inox (17-4 PH) |
20 μm | Solubilizzazione e invecchiamento (H900) | 1372 | 1227 | 10 | 42 HRC |
| 30 μm | Solubilizzazione e invecchiamento (H900) | 1365 | 1234 | 13 | 42 HRC | |
|
Acciaio inox |
20 μm | Distensione | 614 | 503 | 55 | 94 HRB |
| 30 μm | Distensione | 634 | 496 | 58 | 94 HRB | |
| Alluminio (AlSi10Mg) | 15 μm | Distensione | 310 | 214 | 8 | 46 HRB |
| 30 μm | Distensione | 345 | 228 | 8 | 59 HRB | |
| Cobalto Cromo (Co28Cr6Mo) |
20 μm | As Built | 1255 | 772 | 17 | 39 HRC |
| 30 μm | As Built | 1213 | 820 | 14 | 38 HRC | |
| Inconel 718 | 20 μm | Distensione | 986 | 676 | 36 | 33 HRC |
| 30 μm | Distensione | 993 | 627 | 39 | 30 HRC | |
| 30 μm | Solubilizzazione e invecchiamento per AMS 5663 | 1434 | 1207 | 18 | 46 HRC | |
| 60 μm | Distensione | 958 | 572 | 40 | 27 HRC | |
| 60 μm | Solubilizzazione e invecchiamento per AMS 5663 | 1386 | 1200 | 19 | 45 HRC | |
| Titanio (Ti6Al4V) |
20 μm | Distensione | 1055 | 951 | 15 | 35 HRC |
| 30 μm | Distensione | 993 | 855 | 18 | 33 HRC |
Queste cifre sono approssimative e variano in funzione di fattori diversi, tra cui, ad esempio, i parametri della macchina e del processo. Le informazioni fornite non sono quindi vincolanti e non sono da considerarsi come certificate. Quando le prestazioni costituiscono un fattore critico, occorre tener conto anche dei test di laboratorio indipendenti sui materiali additivi o sui pezzi finali.
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.
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