Deposizione di energia diretta

La tecnologia di stampa 3D Directed Energy Deposition (DED), nota anche come Deposizione diretta di energia, crea parti fondendo direttamente i materiali e depositandoli sul pezzo, strato per strato. Questa tecnica di produzione additiva è un elemento essenziale per i materiali in polvere metallica o in filo. Altri termini popolari per la DED includono la sagomatura della rete con il laser, la fabbricazione a luce diretta, la deposizione diretta di metallo, la saldatura a deposizione laser (LDW) e il rivestimento laser 3D. Oltre alla capacità di costruire parti da zero (spesso con l'ibridazione di uno strumento CNC di fresatura/tornitura), la DED può anche riparare parti complesse danneggiate, come pale di turbine o eliche.

La maggior parte delle stampanti 3D DED sono macchine industriali con impronte molto grandi che richiedono un ambiente chiuso e controllato. Pertanto, la tipica Directed Energy Deposition consiste in un ugello montato su un braccio multiasse all'interno di un telaio chiuso, che deposita il materiale fuso sulla superficie del pezzo, dove si solidifica. Il processo è simile in linea di principio alla tecnica di stampa 3D a estrusione di materiale. Tuttavia, con la DED, un ugello può muoversi in più direzioni, con un massimo di cinque assi diversi rispetto ai soli tre della maggior parte delle macchine FFF.

Le diverse tecnologie della deposizione diretta di energia

Il termine Deposizione Diretta di Energia può comprendere diverse tecnologie. Si distinguono per il modo in cui la macchina fonde il materiale, ognuna adatta a scopi diversi e specifici. Le più diffuse sono le seguenti:

• Tecnologia LENS di Optomec. I sistemi di produzione 3D LENS utilizzano il laser per costruire oggetti strato per strato direttamente da metalli, leghe, ceramiche o compositi in polvere. Il processo LENS deve avvenire in una camera ermetica riempita di argon, in modo che i livelli di ossigeno e umidità rimangano molto bassi. In questo modo si mantiene il pezzo pulito e si previene l'ossidazione. Il materiale in polvere metallica viene consegnato direttamente alla testa di deposizione del materiale. Una volta depositato un singolo strato, la testa di deposizione del materiale passa allo strato successivo. Costruendo strati successivi, la macchina costruisce l'intero pezzo. Una volta completato, il componente viene rimosso e può essere trattato termicamente, pressato isostaticamente a caldo, lavorato o rifinito in qualsiasi modo richiesto.
• Tecnologia Aerosol Jet di Optomec. La tecnologia di stampa 3D Aerosol Jet di Optomec offre un processo economico e scalabile per stampare antenne e sensori funzionali direttamente su componenti industriali e di consumo, rendendoli dispositivi intelligenti dell'Internet delle cose (IoT). Le possibili antenne stampate includono LTE, NFC, GPS, Wifi, WLAN e BT. Questa tecnica è più vicina alle tecniche di deposizione semplici, ma è adatta a superfici curve complesse e composte. I sistemi Aerosol Jet sono ideali per sviluppare, fabbricare, migliorare e riparare dispositivi elettronici e biologici ad alte prestazioni per l'elettronica di consumo, l'imballaggio dei semiconduttori, i display, i prodotti finali del settore aerospaziale/difensivo, automobilistico e delle scienze biologiche. La tecnologia Aerosol Jet può funzionare con molti materiali, tra cui inchiostri metallici conduttivi a nanoparticelle, paste dielettriche, semiconduttori e altri materiali funzionali.
• Tecnologia di stampa 3D Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) di Sciaky. L'Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) è una tecnologia di produzione additiva che produce strutture metalliche su larga scala. La pistola a fascio di elettroni (EB) di proprietà di Sciaky deposita il metallo tramite un filo di alimentazione, strato per strato, fino a quando la parte raggiunge una forma quasi netta ed è pronta per la lavorazione finale. La velocità di deposizione del materiale varia da 3 a 9 kg di metallo all'ora. I metalli compatibili sono titanio, tantalio e nichel. I produttori possono utilizzare questa tecnica DED anche per riparare parti danneggiate.
• Saldatura a deposizione laser (LDW) e produzione ibrida di DMG MORI. Il processo di fabbricazione additiva LDW (Laser Deposition Welding) utilizza la deposizione di metallo tramite ugello di polvere, che può essere fino a 10 volte più veloce della tecnologia PBF. Inoltre, l'azienda DMG MORI ha integrato la sua tecnologia di produzione additiva LDW in una fresatrice a 5 assi. Questa innovativa soluzione ibrida combina la flessibilità del processo di deposizione laser del metallo con la precisione del processo di taglio, consentendo così la produzione additiva in qualità di fresatura. Questa combinazione rende possibile la produzione di parti metalliche di alta precisione di varie dimensioni.

I metalli che possono essere stampati in 3D con la tecnica di fabbricazione additiva DED includono in particolare alluminio, rame, titanio, acciaio inossidabile, acciaio per utensili, rame, leghe di nichel e diverse leghe di acciaio. Ogni sotto-tecnica della sezione Directed Energy Deposition ha le proprie limitazioni e compatibilità.