Additive manufacturing

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Soluzioni per la produzione additiva, o produzione a strati per fabbricare oggetti da modelli 3D computerizzati

Tra le tecnologie digitali la produzione additiva, o additive manufacturing (AM) in inglese, o anche meglio conosciuta come stampa 3D, è considerata una soluzione innovativa per realizzare prodotti ‘green’ di nuova generazione, e con elevato impatto di circolarità: prodotti leggeri, efficienti dal punto di vista energetico e con lunga durata. Infatti, strato dopo strato, una stampante 3D può creare oggetti dal design elegante e complesso, con forme e geometrie difficili da riprodurre con metodi di manifattura convenzionale, che permettono un’elevata personalizzazione e un minore utilizzo di materia prima. Oggi è disponibile sul mercato un’ampia gamma di materiali per la stampa 3D, dai polimeri ai metalli, ma anche ceramica, resine, materiali compositi ed ‘esotici’ come legno e alimenti (si può stampare carne, cioccolato o pasta, per esempio). Nell’ambito del 3D bioprinting, o biostampa 3D, si parla di produzione di strutture cellulari a partire da bioinchiostri caricati con cellule staminali; strato dopo strato, il biomateriale viene depositato con la stampante 3D per creare pelle, tessuti o persino organi. In aggiunta, la materia prima utilizzata per la stampa 3D può essere realizzata adottando materiali riciclati e sostenibili, grazie ai processi di produzione a ‘zero waste’, che si inseriscono in processi di circular economy. La grande versatilità dell’AM risiede anche nel fatto che questa tecnologia viene utilizzata in una vastità di campi applicativi: dall’ambito medicale e dentale, ai settori industriali, aerospaziale, automotive, beni di consumo ed elettronica, attrezzature industriali, costruzione di grandi dimensioni e anche nel mondo energy. Il grande interesse verso la stampa 3D si concretizza poi in numerose iniziative di sostegno all’adozione e allo sviluppo della produzione additiva, attraverso i progetti finanziati dall’UE, nonché, a livello nazionale, con la creazione di centri di competenze e percorsi di formazione dedicati agli skill specifici dell’AM. Un esempio recente è l’iniziativa Mics-Made in Italy Circolare e Sostenibile (www.mics.tech), il partenariato esteso tra università, centri di ricerca e imprese finanziato dal MUR-Ministero dell’Università e della Ricerca grazie ai fondi messi a disposizione dall’Unione Europea nell’ambito del programma NextGenerationEU (Pnrr). In particolare, nell’ambito dello Spoke 6, la produzione additiva è considerata come abilitatore dirompente della ‘twin transition’. Per la diffusione delle conoscenze e delle competenze nel campo della stampa 3D sono molte le organizzazioni attive, tra le quali anche Women in 3D Printing (https://womenin3dprinting.com), che mira a creare una comunità aperta e interessata, dove condividere esperienze e idee nel campo della tecnologia, con un occhio rivolto agli aspetti di inclusione, diversità e rispetto.

3D Systems

DMP Flex 350 Triple è la stampante progettata da 3D Systems per consentire la produzione efficiente di parti di alta qualità per uso finale in diversi settori. Questo sistema compatto a 3 laser include il design della camera a vuoto migliore della categoria ed estende il concetto di modulo di stampa rimovibile (RPM), supportando due moduli distinti con volumi di costruzione diversi. Fra le caratteristiche principali figura, in primis, una maggiore capacità di costruzione con lo stesso ingombro. Dotata di un nuovo RPM con una capacità di costruzione maggiore (350x350x350 mm), infatti, la stampante è in grado di alloggiare anche l’RPM standard. DMP Flex 350 Triple è dunque il sistema ideale per lavorare in modo economico una varietà di parti; gli RPM possono essere scambiati per aumentare la flessibilità applicativa. Spicca inoltre la capacità di stampa con bilanciamento del carico a 3 laser senza interruzioni: il triplo laser offre un bilanciamento ottimale del carico multi-laser e strategie di scansione della qualità della superficie perfettamente omogenee; il risultato è l’assenza di segni di saldatura o variazioni di rugosità. Infine, si possono utilizzare materiali per diverse applicazioni: DMP Flex 350 Triple può lavorare un’ampia gamma di leghe di alluminio, leghe a base di nichel per applicazioni resistenti alla corrosione ad alta temperatura, e l’acciaio inossidabile 316L. https://it.3dsystems.com

3D4MEC – WeAreAM

3D4MEC, azienda interamente italiana focalizzata sulla stampa 3D L-PBF per famiglie specifiche di materiali, collabora con WeAreAM per superare i limiti della produzione industriale e idrotermosanitaria. Questa partnership rivoluziona la produzione di componenti, superando l’obsolescenza e accelerando i tempi di consegna. 3D4MEC spicca per l’alta qualità e la personalizzazione delle soluzioni, offrendo due impianti innovativi: 3D4Steel e 3D4Brass, specializzati rispettivamente in acciaio e ottone. WeAreAM, impegnata nell’approfondimento delle tecnologie 3D, integra la stampa di alta qualità di 3D4MEC con un processo di produzione completo, dalla stampa alla post-elaborazione. L’apertura del centro WeAreAM, che ospiterà gli impianti 3D4MEC, segna una svolta per l’industria, rendendo disponibili rapidamente pezzi di ricambio di alta qualità. Gli innovativi pezzi di serie prodotti su 3D4Steel e 3D4Brass soddisfano i requisiti di sicurezza critici nel settore, rivoluzionando la produzione di componenti. Questa collaborazione permette all’industria di progettare ed eseguire rapidamente nuovi prodotti: l’innovativo sito di Provaglio d’Iseo di WeAreAM, situato strategicamente nel cuore dell’industria lombarda, è già attrezzato per tutta la filiera di fornitura in modo da garantire standard di alta qualità. www.3d4mec.com – www.weaream.it

3ntr

Sequoia, del produttore italiano di sistemi di stampa 3D industrial grade 3ntr, divisione di Jdeal-Form, oltre a essere la più grande stampante 3D industriale sul mercato, con tecnologia FFF, a camera calda, completamente ideata e sviluppata in Italia, offre temperature di stampa perfette per l’estrusione di ogni tipo di polimero, dalle commodity tradizionali ai polimeri engineering, fino ai super tecnopolimeri high-performance per gli ambiti più complessi, come automotive, aerospace, oil&gas e settore energetico. È un ‘concentrato’ di tecnologia avanzata in formato ‘big’: oltre 1 m2 di superficie di stampa, capace di contenere grandi parti monolitiche, o numerosi piccoli elementi adatti alla produzione in serie, ottenuti tramite stampa 3D di polimero singolo, oppure attraverso un processo di co-stampaggio di materiali differenti, anche con diverse caratteristiche estetiche e meccaniche. La forza di questa grande stampante sta infatti nell’essere in grado di mantenere, anche sui grandi formati, le medesime caratteristiche di elevata qualità, affidabilità e versatilità che contraddistinguono la gamma di sistemi additivi 3ntr. Dall’automotive, attraverso affascinanti casi studio come l’hypercar Mazzanti, dotata di componentistica stampata 3D con macchine 3ntr, e Nissan, fino agli elementi finiti montati su moto racing KTM, realizzati con i sistemi A2v4 di 3ntr, fino al packaging industriale e alle macchine per etichettatura e confezionamento, sistemi elettrici ed elettronici, attrezzature sportive, valvole e strumenti tecnici industriali: i sistemi 3ntr ricoprono un ruolo di sempre maggiore importanza nella crescita 4.0 delle industrie manifatturiere. Il nuovo software di progettazione dall’interfaccia SSI2023, più semplice e funzionale, è adatto anche alla gestione perfetta di pattern di riempimento. 3ntr – Jdeal-Form – www.3ntr.net

Altair

L’importanza crescente dell’additive manufacturing sta riformulando i paradigmi tradizionali della produzione, migliorando i prodotti esistenti e aprendo la strada a design rivoluzionari. Essenziale per questo percorso di trasformazione è saper integrare i diversi strumenti di simulazione: il software di Altair rappresenta un elemento chiave lungo l’intero ciclo di produzione, dall’aerospazio e difesa all’automotive. Collaborando con aziende come Protiq, i software di simulazione di Altair stanno contribuendo allo sviluppo efficiente di attrezzi per lo stampaggio a iniezione, sfruttando tecniche di ottimizzazione, simulazioni CFD e stampa 3D. L’ottimizzazione con Altair OptiStruct garantisce un design ottimale per tolleranze massime, mentre la simulazione CFD tramite Altair AcuSolve riduce i tempi di ciclo e migliora la qualità delle parti minimizzando le deformazioni termiche. La collaborazione tra Altair e l’U.S. Army Gvsc sta rivoluzionando il design e le prestazioni dei veicoli militari: sfruttando la potenza dell’ottimizzazione della topologia e della manifattura additiva è possibile ottenere significative riduzioni di peso senza compromettere requisiti essenziali. Un’altra storia di successo coinvolge il Ryerson’s International Hyperloop Team, che ha utilizzato l’analisi degli elementi finiti e l’ottimizzazione della topologia, insieme a PolyNurbs di Altair, per ridisegnare un supporto motore fabbricato con stampa additiva di metallo. Il design è stato adattato alla manifattura additiva, dimostrando la competenza di Altair nell’affrontare le sfide uniche poste dal sottosistema di ruota deployable dell’Hyperloop. Nel dinamico mondo dell’ingegneria automobilistica, attraverso l’integrazione delle soluzioni di manifattura additiva e ottimizzazione di Altair, Ford Mexico ha fatto grandi passi avanti nella progettazione per la stampa 3D, il che si è tradotto in componenti con comportamento meccanico e dissipazione del calore migliori. Questa storia di successo, nata dalla partnership tra Ford Motor Company e Altair, illustra il ruolo centrale della simulazione per accelerare l’innovazione nell’industria automobilistica. https://altair.com

Camozzi Group

Camozzi Advanced Manufacturing, ubicata presso la sede di Gruppo Camozzi a Milano, eccelle nelle lavorazioni di asportazione di truciolo e spicca nella produzione di particolari tramite tecnologie additive di dimensioni extra-large, sfruttando i sistemi MasterPrint. Il modulo MasterPrint 3x, nello specifico, consente la creazione di parti o strutture composite tridimensionali complesse mediante deposizione stratificata. Successivamente, se necessario, vengono sottoposte a fresatura per garantire le finiture superficiali e le tolleranze geometriche e dimensionali richieste nei settori spaziale, aerospaziale, difesa, automotive, navale e industriale. Concentrandosi sulle attrezzature di produzione, la società ha ottenuto risultati significativi nella progettazione di strutture di supporto per manufatti nel settore aeronautico, impiegando la tecnologia MasterPrint. Integrando le competenze di Camozzi Automation, la divisione ha sviluppato stampi diretti per il settore aerospaziale, progettati per la deposizione automatizzata di fibra continua; questa sinergia strategica ottimizza qualità e disponibilità immediata dei componenti, posizionando Camozzi Advanced Manufacturing come protagonista nell’affrontare le sfide innovative di settori chiave. www.camozzi.com

Elmec 3D

Elmec 3D, business unit del gruppo Elmec dedicata alla manifattura additiva, consolida la sua posizione di riferimento all’interno del mercato della stampa 3D in Italia ampliando il portfolio prodotti con l’acquisizione della PostPro SFX di AMT, il modello di post processo di levigatura chimica lanciato dalla casa inglese all’ultimo Formnext. Si tratta della prima macchina desktop per la finitura di componenti in tecnopolimeri con tecnologia vapor smoothing. Come le sorelle maggiori SF50 e SF100, permette di ottenere superfici lisce, sigillate e sterilizzabili, nonché migliori prestazioni meccaniche, senza la necessità di essere collocata in ambienti industriali controllati. È un prodotto plug&play, dall’ingombro ridotto e di facile installazione, che consente di operare in un ufficio o in un laboratorio; è progettato, per lo più, per progetti di ricerca e sviluppo, nonché serie prototipali a tirature limitate, ed è compatibile con un’ampia gamma di materiali plastici tecnici. Con un occhio di riguardo all’ambiente, il sistema funziona con un agente green, PostPro Pure, in cartucce a cambio rapido, per un funzionamento sicuro e senza problemi. Inoltre, è dotata di un software intuitivo e user friendly che permette di impostare diversi parametri in base alla geometria, allo spessore del pezzo e al materiale. www.elmec3d.com

Formlabs

Fuse Blast è una soluzione di pulizia e lucidatura completamente automatizzata, che rivoluziona la post-elaborazione delle parti realizzate con la stampa 3D SLS. New entry dell’ecosistema SLS di Formlabs, Fuse Blast riduce la manodopera e i costi fissi, accorcia il tempo di post-elaborazione dell’80% e consente di ottenere parti per utilizzo finale uniformi in soli 15 minuti. La soluzione assolve alle funzioni di pulizia e finitura; è dotata di un sistema di burattatura automatico per una pulizia automatizzata, che rimuove rapidamente la polvere semi-sinterizzata e residua, e di uno ionizzatore in linea, che impedisce alla polvere di depositarsi nuovamente sulle parti, per garantire che queste risultino sempre pulite al tatto. Riducendo i costi fissi e accelerando la produzione, Fuse Blast semplifica, migliora e ottimizza la post-elaborazione mediante, fra l’altro, dei programmi predefiniti: le impostazioni predefinite, compatibili con i cicli multi-materiale, eliminano le incertezze e consentono di ottenere risultati uniformi. Inoltre, è possibile scegliere fra l’opzione di pulizia manuale ergonomica assistita, che permette di tenere le parti più grandi con entrambe le mani, oppure l’opzione di pulizia completamente a mano, per pulire facilmente elementi complessi che richiedono una visuale precisa. Infine, il sistema di lucidatura Fuse Blast permette di ottenere parti non solo pulite, ma anche lisce, resistenti ai graffi, pronte per la tintura e con un aspetto semilucido professionale. https://formlabs.com/it/

HP

HP mette a disposizione due tecnologie di stampa 3D: HP Multi Jet Fusion, volta alla stampa 3D di un’ampia gamma di polimeri, e HP Metal Jet, dedicata alla stampa 3D di metalli. Entrambe condividono la stessa filosofia volta alla produzione e gli stessi benefici, ovvero semplicità, precisione ed economicità. L’attuale gamma 3D Multi Jet Fusion di HP comprende le stampanti MJF 5000, MJF 5200, MJF 5400 e MJF 5600, che presentano le stesse caratteristiche dal punto di vista hardware, ma che al variare del modello, dalla 5000 fino alla 5600, aumentano la produttività, il numero di materiali disponibili su ciascuna piattaforma e l’automazione del processo. In particolare, Metal Jet S100 permette la stampa 3D di acciaio, accelerando progetti e prodotti innovativi e stampando in digitale quantità elevate di parti di qualità, per trasformare le industrie e aiutare a scalare la stampa 3D in settori quali industrial, automotive, sanità e beni di consumo. Le soluzioni offerte da HP portano due benefici: il primo è la riduzione dei costi. Grazie all’impiego delle sue avanzate tecnologie è possibile realizzare rapidamente vari cicli di prototipazione, necessitando solo dello stampo finale per passare alla produzione effettiva. Questo processo riduce notevolmente i tempi e i costi associati allo sviluppo del prodotto. Il secondo vantaggio consiste nell’apertura di un nuovo settore di business, complementare, che si affianca e si integra allo stampaggio tradizionale, ampliando le possibilità di mercato. Il portafoglio prodotti di HP risponde a svariate esigenze e richieste del mercato, rafforzando la presenza in settori già ampiamente abituati all’utilizzo della stampa 3D, come la meccanica e la sanità, offrendo soluzioni adatte anche a nuovi ambiti. www.hp.com/it-it/home.html

M4p material solutions Italy

M4p material solutions è metals for printing, azienda che offre un portafoglio molto ampio di polveri metalliche per la stampa 3D, soprattutto L-PBF ma anche DED, Binder Jetting e E-PBF. Tutti i materiali sono certificati nei laboratori di m4p e ottimizzati per l’applicazione finale. Un esempio è il caso studio effettuato in collaborazione con Puntozero 3D, azienda specializzata nella progettazione per AM: applicare i vantaggi della stampa 3D metallo per la produzione di un telaio della moto da endouro Honda Dominator NX utilizzando il materiale ritenuto più appropriato. Il telaio è stato realizzato con una struttura ottimizzata topologicamente sulla stampante EOS M400-1 (laboratori FORMLABS HP ELMEC 3D CAMOZZI GROUP Mm4p Austria) utilizzando la polvere m4p AlSi10Mg. Questo processo ha permesso di creare una struttura complessa con alta precisione, impossibile da raggiungere con i metodi di produzione tradizionali. Come risultato si sono ottenuti: una riduzione del peso del 60%, in quanto il telaio originale pesava 18 kg, quello in stampa 3D solo 7 kg; la stessa rigidità, perché nonostante la riduzione del peso la rigidità si è dimostrata uguale a quella del telaio originale; semplificazione dell’assemblaggio, in quanto il nuovo design richiede solo 5 parti rispetto alle 21 del telaio originale; vantaggi legati al materiale. Infatti, il telaio originale era in acciaio, mentre il nuovo telaio è stato realizzato in m4p AlSi10Mg, lega di alluminio leggera, comunemente utilizzata nella stampa 3D: l’uso di questo di questo materiale ha ulteriormente ridotto il peso del telaio, mantenendone la resistenza. www.metals4printing.com

MadeInAdd

L’esperienza e la competenza offerte da MadeInAdd assicurano alle aziende operanti in settori esigenti quali l’automotive, una risorsa per restare competitive, sfruttando le potenzialità della stampa 3D. Gli esempi non si contano ormai. Un fornitore Tier1, per esempio, in difficoltà con un problema nella pre-produzione di condotti in plastica per il sistema aria di un cliente importante, laddove le tempistiche non consentivano di costruire uno stampo per iniezione plastica, ha optato per la stampa in 3D, usando lo stesso materiale. In tal modo ha potuto proseguire con i test operativi, dimezzando i tempi di fornitura e riducendo del 15% i costi. La stampa 3D si sta ritagliando spazi importanti nella produzione di serie di particolari per il settore automobilistico. Non più solo prototipi o pezzi unici, bensì centinaia, se non addirittura migliaia, di componenti possono essere stampati in modo veloce, economico e con geometrie ottimizzate. È possibile, per esempio, stampare pezzi in Peek o in poliammide PA6 e PA12, caricata con fibra di vetro o fibra di carbonio, ottenendo componenti con resistenza paragonabile agli equivalenti in metallo ma con pesi inferiori. In pre-produzione questo significa, inoltre, ottenere varianti nel giro di ore anziché di settimane. I tecnopolimeri, difficili da lavorare su una tradizionale macchina a CNC, se non con molto spreco e qualche scarto, con la stampa 3D si possono plasmare al meglio, realizzando componentistica che viene utilizzata anche su motori ad alte prestazioni, per esempio nel racing. Lo stesso vale per i metalli; peraltro, l’additive manufacturing ha aperto le porte a una serie di possibilità finora inimmaginabili con il titanio, anch’esso complicato da lavorare con tecnologie tradizionali. www.madeinadd.com/it-it

PTC

Con gli ultimi aggiornamenti apportati alla sua piattaforma CAD Creo 9, PTC ha potenziato le funzionalità dedicate all’additive manufacturing, consentendo di progettare, ottimizzare, validare e verificare il progetto inviando direttamente il file in stampa, in un unico ambiente omogeneo. Grazie alle connessioni dirette alle stampanti, disponibili sia per i materiali plastici, sia per quelli metallici, gli utenti di Creo possono beneficiare di funzionalità pronte all’uso per l’assegnazione dei materiali, dei colori e delle varie proprietà, nonché calcolare le più adeguate strutture di supporto. Tale funzione viene svolta dall’estensione per Materialise, che fornisce profili di stampa ottimizzati per ogni stampante presente in libreria e consente di accedere a oltre 100 tipologie di materiali. Le estensioni disponibili presentano funzionalità per i reticoli che si basano su algoritmi avanzati, come quello stocastico di Delaunay, e la definizione degli spigoli vivi, che consentono di modellare le strutture e ottimizzare i vassoi di stampa. Creo 9 consente di generare strutture reticolate controllate parametricamente, con proprietà di massa precise e con la possibilità di identificare i problemi di stampabilità fin da subito. L’orientamento delle parti sul vassoio di stampa è regolabile in base alle specifiche della stampante, anche con funzioni di nesting degli assiemi, se quest’ultima le supporta. www.ptc.com/it/technologies/cad/additive-manufacturing

Renishaw

La macchina RenAM 500Q multilaser a elevata produttività è un sistema targato Renishaw dotato di 4 laser ad alta potenza da 500 W, ciascuno in grado di accedere simultaneamente all’intera superficie del letto di polvere per garantire elevate velocità di costruzione, migliorare la produttività e ridurre il costo per singolo pezzo. Inoltre, RenAM 500Q semplifica la raccolta dei dati da utilizzare per ottimizzare la lavorazione e assicurarsi che il processo produttivo e i pezzi siano conformi ai criteri desiderati. Le lavorazioni additive possono aiutare a contenere le quantità di materiali utilizzati e riducono l’impronta di carbonio dei componenti, senza comprometterne la qualità. La maggior parte della polvere rimasta inutilizzata durante il processo può essere raccolta e riciclata; è anche possibile creare reticoli e alleggerire i pezzi in modi che risulterebbero impossibili con le tecniche convenzionali. www.renishaw.it

Weerg

Il noto produttore Ursus ha trasformato radicalmente la produzione dei suoi manubri per biciclette da corsa con l’utilizzo della tecnologia HP Multi Jet Fusion (MJF) di Weerg, il primo servizio online di manifattura in Italia. Il nuovo manubrio, Magnus H.02, è progettato per rispondere alle esigenze del mercato offrendo leggerezza ed ergonomia, con cavi integrati, migliorando la precedente versione Magnus H.01: realizzato in carbonio, pesa solo 380 g (taglia M) e gode di elevata rigidità. Per risolvere la sfida della customizzazione, Ursus ha adottato la stampa 3D HP MJF di Weerg superando i limiti dello stampaggio a iniezione con l’obiettivo di creare dei top cover differenti. La soluzione ha consentito la produzione di 4 top cover compatibili con Magnus H.02 e la versione precedente, coprendo così il 40% del mercato e incrementando il market share del 200%. La prototipazione rapida, facilitata dalla stampa 3D, ha permesso test sulle proprietà meccaniche e la creazione di prototipi funzionali in nylon, più leggeri e convenienti dell’alluminio. In conclusione, l’adozione della tecnologia HP MJF di Weerg ha migliorato l’efficienza della produzione custom di Ursus, riducendo costi e tempi di attesa, contribuendo notevolmente all’aumento del market share. www.weerg.com/it

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