La fusione laser selettiva da una differente prospettiva

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La fusione laser selettiva è una tecnica di manifattura additiva attraverso la quale è possibile ottenere parti prototipali e piccole serie in materiale metallico (e non solo).

Conosciuta anche come Selective Laser Melting (SLM), Laser Powder Bed Fusion (LPBF) o Direct Metal Laser Sintering (DMLS) , questo metodo funziona fondendo un letto di polveri metalliche, grazie all’impiego di un laser a potenza variabile da 100 a 1.500 watt e fascio con diametro dell’ordine dei 100 μm. Le polveri provengono da un processo di micronizzazione: ciò consente di dare loro la forma di granuli sferici che rende più omogeneo la stratificazione. La dimensione dei granuli varia in base agli obiettivi desiderati, ma si predilige generalmente una granulometria uniforme tra i 15 e 45 μm oppure tra 20 e 63 μm. Si utilizzano soprattutto polveri pure di materiali quali alluminio, rame e tungsteno, quest’ultimo apprezzato per l’alta temperatura di fusione. Sono talvolta adoperate anche leghe di acciaio come l’AISI 316L, AISI 304, C67, F53, H13, 17-4 PH e 15-5, acciaio maraging, di cromo cobalto, Inconel 625 e 718, alluminio AlSi10Mg, titanio Ti6Al4V e leghe a base di rame, come l’ottone CW510, Ecobrass e bronzo.

Fusione tradizionale o additiva

La SLM risulta, quindi, un processo molto diverso rispetto alla fonderia tradizionale, caratterizzato dai vantaggi tipici della manifattura additiva quali:
• complessità geometrica: possono essere ottenute forme intricate, infattibili o quasi per le altre tecniche fusorie (ad esempio, strutture interne cave, geometrie complesse e dettagli fini);
• personalizzazione e flessibilità: è possibile arrivare a personalizzare ciascun singolo pezzo, in modo semplice ed efficiente, senza cioè la necessità di realizzare stampi o attrezzi specifici, verso produzioni su misura o in piccoli lotti;
• risparmio di materiale: si utilizza solo il materiale necessario per costruire l’oggetto, evitando così gli sprechi e l’eccesso di materiale da rimuovere e riciclare;
• proprietà dei materiali: alcune delle caratteristiche delle leghe, come resistenza e durezza, possono essere migliorate, e questo grazie al controllo estremamente preciso del processo di fusione e raffreddamento;
• tempi di produzione ridotti: la produzione è accelerata, soprattutto in presenza di prototipi o piccole serie, diventando infatti superflui passaggi come la costruzione di modelli e stampi;
• riduzione dei passaggi di lavorazione: il processo di produzione risulta in generale semplificato, grazie alla capacità di creare pezzi finiti o quasi.

Tutto ciò rende la SLM competitiva rispetto ad altre tecniche produttive soprattutto in ambiti quali aerospace, automotive, biomedicale, prototipazione, tooling, dove è apprezzata la capacità di arrivare rapidamente a produrre componenti funzionalmente completi. A patto di riuscire a controllare con precisione il processo produttivo.

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