Metal additive manufacturing per le grandi dimensioni: quali sono le sfide, i processi e le applicazioni? Ce ne parlano i ricercatori del Politecnico di Milano.
Il mercato della stampa 3D di parti metalliche (metal additive manufacturing) è stato caratterizzato negli ultimi anni da una crescita che si è rivelata sistematicamente superiore alle previsioni, specialmente in settori trainanti quali l’aerospazio e il bio-medicale. In questo momento si sta vivendo una fase particolarmente dinamica, con l’entrata in scena di nuovi player e diverse operazioni di fusione e acquisizione che vedono coinvolti grandi gruppi tra cui GE.
La competizione tra gli sviluppatori di sistemi è forte e si gioca su vari fronti: dalla riduzione dei tempi di stampa al miglioramento della qualità e stabilità dei processi, dal miglioramento dell’integrazione in linee produttive all’aumento delle dimensioni. In altre parole, i maggiori sforzi di ricerca e sviluppo industriale si concentrano sui principali limiti dei sistemi esistenti. Infatti, i processi additivi, soprattutto quelli basati su letto di polvere, sono processi relativamente lenti, con tassi di produzione nell’ordine di 15-20 cm3/h per alcuni materiali. Questo ha portato recentemente allo sviluppo di sistemi con nuove capacità, tra cui macchine con diverse sorgenti laser pensate per ridurre notevolmente il tempo complessivo di stampa. Inoltre, i processi additivi, sia a letto di polvere che a deposizione diretta, sono ancora relativamente instabili, con tassi di difettosità elevati, soprattutto in presenza di forme complesse e nuovi materiali: per questo motivo la ricerca nel campo dei sistemi di monitoraggio con sensori in-situ e lo sviluppo di nuove strategie di controllo stanno giocando un ruolo di primaria importanza. Infine, c’è ancora una limitata capacità di produrre parti di grandi dimensioni con qualità elevata. Da un lato, i sistemi a letto di polvere (selective laser melting ed electron beam melting) non sono adatti per unità di grande volume. Dall’altro lato, l’offerta di sistemi commerciali per la produzione additiva di grandi componenti è limitata, essendo questo un ambito tecnologico ancora tutt’altro che maturo.
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