Fusione laser selettiva

Il processo

La fusione laser selettiva è un processo di produzione additiva mediante il quale è possibile realizzare oggetti 3D in metallo con l’ausilio di radiazioni laser ad alta intensità. Nella prima fase del processo di realizzazione, tramite una racla (o una combinazione di più racle), viene distribuito un sottile strato di polvere sulla piattaforma di costruzione. Dopodiché un laser fonde, sviluppando temperature fino a 1.250 °C nel punto focale del raggio laser, la polvere di metallo in corrispondenza delle coordinate predefinite da un file CAD. Durante l’intera fase di realizzazione il vano in cui avviene la produzione è riempito con un gas protettivo, al fine di impedire l’ossidazione del metallo.

Supporto necessario

La grande differenza di temperatura tra gli strati appena processati e quelli già raffreddati può, in caso di esecuzione errata del processo, portare a effetti indesiderati, come ad esempio la deformazione del componente, bruciature e il cosiddetto Curling, vale a dire un piegamento verso l’alto dei bordi del componente. Per evitare questi effetti, i pezzi vengono fissati alla piastra di base mediante una struttura di supporto. Questa struttura di supporto dovrà essere in seguito rimossa manualmente. La fusione laser selettiva è un processo che permette di risparmiare risorse e produrre pochi scarti, in quanto il materiale in eccesso può essere processato mediante setacci e venire in gran parte riutilizzato.

    Vantaggi

  • Componenti funzionali a elevata densità in vari materiali metallici quali acciaio per utensili, acciaio inossidabile, alluminio, rame e titanio
  • Elevata resistenza meccanica
  • Ottimale per la realizzazione di stampi per iniezione
  • Raffreddamento lungo il profilo/tempra
  • Realizzazione di componenti in rame con elevata conduttività elettrica
  • Possibilità di rilavorazione (ad es. trattamento a caldo/tempra)

Materiali

In questo processo la polvere di metallo viene fusa fino a creare un oggetto solido. I nostri impianti sono in grado di ottenere una grande precisione dei dettagli. Offriamo la possibilità di produrre oggetti in acciaio inossidabile, acciaio per utensili, alluminio, Inconel, cromo-cobalto e rame. Quest’ultimo ha un’elevata conduttività elettrica e apre pertanto nuovi campi di applicazione. Tutti i prodotti sono impermeabili e si caratterizzano per la grande stabilità. A seconda del materiale, su PROTIQ è possibile far realizzare oggetti con pareti dallo spessore minimo di 0,3 mm.

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Acciaio per utensili (MS1)

Caratteristiche

L’acciaio per utensili è indeformabile e caratterizzato da un’eccezionale resistenza. Con una durezza fino a circa 52 HRC, questo materiale viene utilizzato, tra le altre cose, per componenti funzionali, inserti per iniezione e molle. 

Colore grigio
Prezzo
6/10
Precisione
9/10
Stabilità
10/10
Flessibilità
7/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile liscio, massiccio, pesante

Acciaio inox (1.4540)

Caratteristiche

L’acciaio inossidabile PH1 1.4540 viene utilizzato nei settori medico, aeronautico, aerospaziale e delle corse automobilistiche e motociclistiche, ad esempio per prototipi funzionali inossidabili e per componenti realizzati in serie. Questo materiale è caratterizzato da un’elevata resistenza ed è temprabile fino a 45 HRC.

Colore grigio
Prezzo
7/10
Precisione
7/10
Stabilità
8/10
Flessibilità
7/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile liscio, massiccio, pesante

Acciaio inox (1.4542)

Caratteristiche

L’acciaio inossidabile 1.4542 possiede un’elevata resistenza alla corrosione e meccanica e viene utilizzato per componenti inossidabili funzionali e di piccole dimensioni.

Colore grigio
Prezzo
7/10
Precisione
7/10
Stabilità
8/10
Flessibilità
7/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile liscio, massiccio, pesante

Acciaio inox (1.4404)

Caratteristiche

L’acciaio inossidabile 1.4404 viene spesso utilizzato per la realizzazione di orologi e gioielli, oltre che nei settori aeronautico, aerospaziale e nell’industria automobilistica per la produzione di componenti funzionali, pezzi di ricambio o componenti in piccole serie che siano inossidabili.

Colore grigio
Prezzo
7/10
Precisione
7/10
Stabilità
8/10
Flessibilità
7/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile ruvido, massiccio, pesante

ALLUMINIO (ALSI9CU3)

Caratteristiche

La lega per pressofusione ALSi9Cu3 si contraddistingue per le sue eccezionali caratteristiche meccaniche e per la resistenza al calore e viene utilizzata per la realizzazione di motori e di riduttori. 

Colore grigio chiaro
Prezzo
8/10
Precisione
5/10
Stabilità
6/10
Flessibilità
7/10
Superficie
6/10
Sensazione tattile ruvido, leggero

ALLUMINIO (ALSI10MG)

Caratteristiche

Grazie alle sue buone caratteristiche tecniche per la colata, l’elevata resistenza ai carichi dinamici e la buona solidità, questo materiale viene utilizzato per prototipi funzionali e componenti in serie con peso ridotto nel settore delle corse automobilistiche e motociclistiche, nella realizzazione di macchine e in ambito aeronautico e aerospaziale. 

Colore grigio chiaro
Prezzo
8/10
Precisione
5/10
Stabilità
6/10
Flessibilità
7/10
Superficie
6/10
Sensazione tattile ruvido, leggero

INCONEL (IN625)

Caratteristiche

La lega di nichel-cromo-molibdeno IN625 è altamente resistente alla corrosione e viene utilizzata soprattutto in ambito industriale, nonché nei settori aeronautico, aerospaziale e degli sport automobilistici e motociclistici. 

Colore grigio
Prezzo
9/10
Precisione
7/10
Stabilità
10/10
Flessibilità
8/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile dalla struttura grezza, massiccio, pesante

INCONEL (IN718)

Caratteristiche

La lega resistente al calore IN718 ha un’elevata resistenza meccanica ed è altamente resistente alla corrosione. Viene utilizzata, tra le altre cose, nei settori aeronautico e aerospaziale, in ambito industriale e negli sport automobilistici e motociclistici. 

Colore grigio
Prezzo
9/10
Precisione
7/10
Stabilità
10/10
Flessibilità
8/10
Superficie
8/10
Sensazione tattile dalla struttura grezza, massiccio, pesante

CARBONCINO (COCRW)

Caratteristiche

La lega CoCrw viene di preferenza utilizzata nell’ambito delle tecnologie mediche, dei componenti funzionali e delle applicazioni ad alta temperatura. 

Colore grigio
Prezzo
10/10
Precisione
8/10
Stabilità
9/10
Flessibilità
8/10
Superficie
7/10
Sensazione tattile ruvido, massiccio, pesante

RS COPPER

Caratteristiche

Grazie alla sua elevata conduttività elettrica e termica il rame RS, un rame basso legato, viene utilizzato per prototipi con elevata conduttività. Questo materiale è temprabile, possiede buone caratteristiche meccaniche e viene utilizzato, tra le altre cose, in ambito elettrotecnico e delle tecniche di saldatura. 

Colore Rame
Prezzo
7/10
Precisione
7/10
Stabilità
4/10
Flessibilità
4/10
Superficie
9/10
Sensazione tattile dalla struttura fine, massiccio, pesante

COPPER (CUNI2SICR)

Caratteristiche

Questo rame basso legato possiede buone caratteristiche meccaniche con una straordinaria conduttività termica ed elettrica e un’elevata resistenza. I campi di applicazione sono, tra gli altri, elementi di fissaggio, inserti di raffreddamento in stampi di iniezione e accessori.

Colore Rame
Prezzo
7/10
Precisione
7/10
Stabilità
6/10
Flessibilità
6/10
Superficie
7/10
Sensazione tattile dalla struttura fine, massiccio, pesante

Applicazioni della fusione laser selettiva

La fusione laser offre ai progettisti la possibilità di pensare in direzioni completamente nuove. Contrariamente alle comuni tecniche di produzione meccaniche per componenti di metallo, come quelle mediante tornitura o fresatura, nella produzione additiva non c’è alcun limite alla libertà di configurazione. La realizzazione strato su strato dei componenti in metallo permette di generare geometrie altamente complesse, ad esempio con sottosquadri o cavità. Questo processo consente, senza l’utilizzo di dispositivi di serraggio o utensili di modellazione, di realizzare componenti di alta qualità, che con le tecniche convenzionali non sarebbero realizzabili, o lo sarebbero ma con costi spropositati. I progettisti hanno così la possibilità di concentrarsi completamente sul raggiungimento degli obiettivi funzionali, sfruttando appieno il potenziale in termini di innovazione.

Integrare funzioni e strutture interne

Una delle possibilità di configurazione offerte dalla fusione laser è la facile integrazione di elementi funzionali, come ad esempio canali interni per il raffreddamento lungo il profilo. Inoltre con un approccio integrale alla costruzione è possibile unire già durante il processo di produzione i vari elementi tra di loro in un unico componente. Questo riduce al minimo gli sforzi in termini di montaggio e lavorazione successivi. Infine anche i progettisti di strutture leggere possono approfittare dei vantaggi offerti dalla tecnologia della fusione laser, in quanto rende possibili sensibili riduzioni di peso grazie alla possibilità di realizzare corpi cavi o strutture a nido d’ape, il tutto mantenendo elevati livelli di solidità e funzionalità.

Varietà di utilizzi

Questa libertà in termini di progettazione rende la fusione laser una tecnica produttiva di grande interesse in svariati campi di applicazione. Tra questi rientrano ad esempio il comparto automobilistico, i settori aeronautico e aerospaziale nonché in generale gli ambiti di utilizzo che richiedono strutture leggere e bioniche.

Il potenziale della fusione laser ormai da tempo non è più limitato al solo Rapid Prototyping. Le parti prodotte soddisfano i più elevati requisiti in termini di materiali, come ad esempio una resistenza termica e meccanica ottimale. Questo rende possibile produrre componenti pronti per l’utilizzo per le applicazioni più esigenti. Pertanto il Rapid Manufacturing e il Rapid Tooling rappresentano soltanto alcuni dei possibili campi di applicazione, come la produzione di piccole serie o di componenti individuali. Il ridotto utilizzo di materiali e di utensili permette di produrre in modo economicamente efficiente anche una singola unità. Se necessario è possibile combinare questa tecnica produttiva con i processi produttivi convenzionali, con la possibilità quindi di eseguire senza problemi trattamenti superficiali e lavorazioni di saldatura, fresatura o erosione.

Informazioni tecniche

  • Spessore delle pareti da 0,3 mm
  • Spessore degli strati 20 µm, 40 µm, 50 µm
  • Ruvidità superficiale: Ra 2,5 - 8 μm / Rz 15 - 50 μm
  • Durezza fino a 52 HRC (processo di tempra)
  • Possibilità di realizzare in un solo pezzo componenti di dimensioni fino a 250 mm x 250 mm x 310 mm
  • Tolleranze: +/- 0,7%, min. 0,1 mm

Limitazioni

  • Superficie leggermente ruvida
  • Necessità di trattamento superficiale per gli stampi per iniezione e simili

Gli inserti per utensili realizzati mediante SLM aumentano la qualità dei componenti grazie a

  • Riduzione delle deformazioni
  • Riduzione delle contrazioni volumetriche
  • Riduzione del ciclo di circa il 30% e più

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