Capire la tecnologia di fusione a letto di polvere

La fusione a letto di polvere è una tecnologia di fabbricazione additiva o stampa 3D che utilizza una fonte di calore, generalmente un fascio laser, per sinterizzare o fondere insieme particelle di materiale atomizzate. Come altri processi additivi, ciò avviene tramite sovrapposizione di strati realizzati singolarmente fino a completamento del pezzo.

Le tecnologie di fusione a letto di polvere sono:

• sinterizzazione laser diretta dei metalli
• fusione laser selettiva
• fusione a fascio di elettroni
• sinterizzazione laser selettiva
• multi jet fusion

La fusione a letto di polvere è una tecnologia di fabbricazione additiva relativamente costosa se non viene esternalizzata. Per lo più viene utilizzata per applicazioni industriali e commerciali. Il processo impiega sia metalli che polimeri e in entrambi i casi può essere utilizzato per ottenere pezzi di produzione di uso finale, come pure per applicazioni di prototipazione rapida.

Come funziona la fusione a letto di polvere?

Così come accade per altri processi di fabbricazione additiva, occorre creare un file CAD 3D e caricarlo sulla macchina. A questo punto, generalmente il processo si avvia con il riscaldamento del letto di polvere a una temperatura costante. Quindi la macchina comincia a tracciare il primo strato del pezzo o degli elementi di supporto e, nel farlo, fonde insieme le particelle di polvere. L'operazione prosegue strato per strato fino al completamento del pezzo.

I processi di fusione su letto di polvere di metallo, come DMLS o EBM, richiedono strutture di supporto per fissare il pezzo sul piatto di costruzione. In caso contrario, questo si arriccerebbe nella parte superiore per effetto delle tensioni interne che si accumulano durante il processo di fusione. Dopo la costruzione tramite PBF di un pezzo di metallo, ci sono diversi modi per rimuovere il materiale della struttura di supporto.

Nel caso invece di processi di PBF a base di polimeri, la costruzione del pezzo non richiede strutture di supporto. La sinterizzazione laser selettiva funziona in modo analogo alla tecnologia di fusione a letto di polvere di metallo. La polvere viene caricata all'interno della macchina che usa un fascio laser per sinterizzare o fondere insieme le particelle. La tecnologia Multi Jet Fusion (MJF) funziona in un modo leggermente differente in quanto sul materiale polverizzato viene prima applicato un agente di fusione di modo che al passaggio successivo della fonte di calore viene fuso insieme al materiale. Si tratta di un processo leggermente più efficiente che fa della MJF una buona opzione per la produzione in serie di componenti in nylon.

Materiali disponibili per la fusione a letto di polvere

La fusione a letto di polvere è compatibile con un'ampia varietà di materiali di uso comune.

Post-lavorazione di pezzi realizzati tramite fusione a letto di polvere

La maggior parte dei pezzi realizzati con tecnologia PBF richiederà una post-lavorazione per ottenere la qualità di finitura della superficie desiderata. Inoltre, occorrerà rimuovere la polvere eccedente. Suggerimento: assicuratevi di progettare parti con canali di uscita della polvere. Poiché i pezzi in PBF sono durevoli e adatti a test funzionali e all'uso finale, è possibile realizzare fori filettati e filettature.

I pezzi in metallo ottenuti tramite tecnologia PBF devono essere sottoposti a un trattamento termico a causa delle sollecitazioni interne che il processo comporta. Dopo il trattamento termico, le strutture di supporto vengono rimosse dai pezzi e si può procedere a un'ulteriore post-lavorazione. A seconda delle esigenze del cliente, sono disponibili diverse funzionalità di post-lavorazione per migliorare la qualità della superficie, come la lavorazione CNC e la lucidatura.

I pezzi in plastica ottenuti tramite tecnologia PBF vengono rimossi dal letto di polvere non fusa e il materiale in eccesso viene asportato con un procedimento di sabbiatura: in questo modo si ottiene una finitura superficiale uniforme. Come parte della nostra finitura standard, i pezzi MJF ricevono un trattamento di verniciatura nera, che migliora ulteriormente la qualità della superficie. Una volta completata la sabbiatura, i pezzi SLS vengono lasciati così come sono, ma sono ottimi candidati per un'ulteriore verniciatura se si desidera un determinato colore.