La stampa 3D è una famiglia di tecnologie in rapida crescita e diffusione. Essa è caratterizzata dalla notevole libertà nella geometria dei componenti prodotti e dal ridotto spreco di materia prima.
I processi di manifattura additiva che utilizzano polveri metalliche sono spesso impiegati per produzioni di piccole serie o per prototipi funzionali e sfruttano l’energia di un laser o di un fascio di elettroni. I materiali disponibili sono acciai, leghe di alluminio, titanio, nichel, cromo-cobalto e metalli preziosi. Fino a pochi anni fa trovare polveri adatte a questi processi era difficile e i costi erano particolarmente elevati.
È possibile riciclare le polveri?
Oggi il mercato si è evoluto e reperire polveri metalliche dalle proprietà adeguate è più facile, ma i costi rimangono importanti a causa delle complessità produttive e delle difficoltà nella corretta conservazione dei materiali. Durante il processo produttivo solo una piccola parte del materiale introdotto nel macchinario viene fuso per creare il componente finale. Sorge quindi spontaneo chiedersi: è possibile riutilizzare la polvere?
A differenza delle tecnologie sottrattive che generano molti scarti, la stampa 3D permette di riciclare la materia prima per i progetti successivi. Questo significa che per stampare un nuovo componente non è necessario un nuovo lotto di polvere, ma il produttore può recuperare il materiale rimasto dalle stampe precedenti e riutilizzarlo finché il prodotto rimane nelle specifiche. Tale vantaggio, a lungo termine, permette di risparmiare ingenti costi di materiali. Diventa però importante considerare alcuni fattori che possono influenzare il riciclo della polvere metallica.
Innanzitutto bisogna considerare la tipologia di materiale utilizzato e la propria conservazione. Ad esempio, gli acciai sono meno soggetti al degrado dal punto di vista chimico rispetto alle leghe di titanio o alluminio. Inoltre, la polvere deve essere conservata alla giusta temperatura e umidità per consentire il corretto ricoprimento del letto di polvere.
Un altro importante fattore che può influenzare la riciclabilità della polvere è la geometria del componente da produrre. Infatti, parti complesse presentano numerose zone affette da sollecitazioni termiche. Fondamentale è anche il sistema utilizzato per produrre e trattare la polvere tra una stampa e l’altra. Un macchinario in grado di mantenere un’ambiente controllato e di limitare le contaminazioni permette di allungare la vita della polvere.
Strategie per riciclare polveri metalliche
Solitamente vengono utilizzate due strategie per il riutilizzo della polvere metallica:
- La prima opzione è quella di utilizzare lo stesso lotto di polvere, filtrandolo tra una stampa e l’altra, finché i prodotti soddisfano le specifiche. In questo modo è possibile il tracciamento della materia prima, importante per alcuni settori critici come l’aerospazio.
- L’alternativa è quella di “rinfrescare” la materia prima da utilizzare aggiungendo periodicamente polvere nuova. In questo modo la qualità della materia prima risulta essere pressoché costante permettendone ulteriori riutilizzi.
La scelta della strategia migliore è complessa, viene dettata dall’esperienza e dalla valutazione dei fattori coinvolti. Interessante però la possibilità di ridurre drasticamente gli scarti per ridurre l’impatto ambientale e risparmiare costi produttivi.
