AES_2 2022

Marzo 2022 n Automazione e Strumentazione INDAGINE Approfondimenti 40 Tecnologie e materiali Sul mercato è presente una moltitudine di sigle per indicare processi e materiali spesso simili, tuttavia l’International Committee F42 on Additive Manu- facturing Technologies ha identificato sette processi di lavorazione fondamentali dei materiali: Material Extrusion (ME), Material Jetting (MJ), Binder Jetting (BJ), Sheet Lamination (SL), Powder Bed Fusion (PBF), V at Photopolymerization (VP), Directed Energy Deposition (DED). Limitandosi agli ambiti industriali le tecnologie addi- tive sono fondamentalmente di due tipi: da polimero e da metallo . Quelle di primo tipo si basano sulla natura dei materiali impiegati e, principalmente, sul diverso stato dei materiali impiegati, in particolare polveri, liquidi, solidi. I processi che impiegano materiale liquido, a loro volta, sono suddivisi in quelli che utilizzano fotopolimeri (che reticolano per effetto di una radiazione ultravioletta) e quelli basati sulla fusione, deposito e risolidificazione (materiali termoplastici). Altri processi, invece, consolidano granelli di polvere tramite la fusione lungo l’area di contatto delle particelle oppure tramite aggiunta di un opportuno collante. Infine, altri metodi partono da materiale solido ridotto in sottili lamine incollate l’una sull’altra e sagomate in maniera opportuna. Una volta realizzato il file della struttura 3D da rea- lizzare, questo è convertito, mediante l’utilizzo di un programma Cam , in coordinate macchina che guideranno l’estrusore nella modellazione a depo- sizione fusa FDM (Fused Deposition Modeling), il laser nelle tecniche su letto di poveri SLS (Selective Laser Sintering), SLM (Selective Laser Melting) o resine liquide fotosensibili (SLA, Stereolitho- graphy), l’ugello nel PJ (Polyjet) o 3DP. Nell’ambito delle tecnologie additive da metallo gli attuali sviluppi dell’Additive Manufacturing sono giustificati dalla possibilità di produrre direttamente e in poco tempo componenti adatti a un impiego a lungo termine . Le diverse tecniche utilizzate per la fabbricazione di parti metalliche prevedono come materiale di partenza polveri metalliche . Tali pol- veri possono consistere in polveri di un singolo com- ponente, in polveri pre-alligate di una lega metallica o in miscele di polveri con punti di fusione diffe- renti. Le polveri metalliche vengono sinterizzate o portate a parziale o totale fusione per mezzo di un fascio energetico concentrato, il quale può essere costituito da un fascio elettronico (EBM, Electron Beam Melting) o un fascio laser , con tecniche quali DMLS (Direct Metal Laser Sintering), Lens (Laser Engineered Net Shaping) e altre. Il fascio elettronico risulta più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al laser, ma richiede un ambiente di lavoro sotto vuoto. Il laser possiede invece il vantaggio di essere più preciso, grazie alla focalizzazione di una grande quantità di energia in una zona più ristretta. In alternativa il materiale di partenza può essere costi- tuito da un filo metallico (LMwD, Laser Metal-wire Deposition) o da lamine metalliche, come nel caso del processo di fabbricazione di oggetti laminati (Lom, Laminated Object Manufacturing) o di consolida- zione tramite ultrasuoni (UC/UAM, Ultrasonic Con- solidation / Ultrasonic Additive Manufacturing). n La tecnologia FFF, che utilizza un filamento continuo di materiale termoplastico, si è dimostrata essere particolarmente semplice ed efficace