4 migliori metalli per la stampa 3D
I 4 migliori materiali metallici per la stampa 3D. Per saperne di più!
Introduzione
La stampa 3D crea parti a partire da un disegno tridimensionale e stampa prodotti posizionando strati di materiale in successione per ottenere un prodotto finito. La stampa 3D è una tecnologia di produzione additiva in grado di manipolare i materiali metallici per produrre una selezione quasi illimitata di oggetti. I materiali metallici sono disponibili in polvere e in filamenti da utilizzare con diverse tecnologie di stampa 3D. La stampa 3D consente di creare geometrie metalliche complesse, difficili o irraggiungibili con i metodi di lavorazione tradizionali.
Metalli per la stampa 3D
La stampa 3D dei metalli produce pezzi più resistenti e leggeri rispetto a quelli prodotti con processi sottrattivi tradizionali, come la lavorazione meccanica. Alcuni studi hanno dimostrato che i metalli stampati in 3D possono essere molto più resistenti di quelli prodotti con metodi tradizionali. La stampa dei metalli è un processo ad alta energia che richiede temperature di fusione molto più elevate rispetto ai materiali plastici tradizionali.
La sinterizzazione laser diretta (DMLS) è un processo di stampa 3D che utilizza un letto di polvere per la stampa del materiale modellando la polvere di metallo in un pezzo completo. La polvere di metallo viene modellata nella stampante in un pezzo formato. Dopo la stampa, le parti DMLS possono essere elettrolucidate per migliorare la finitura superficiale. Il DMLS può anche elettrolucidare le parti per migliorare la finitura superficiale complessiva.
Altre tecnologie di stampa 3D a letto di polvere di metallo sono: la sinterizzazione laser selettiva (SLS), la stampa diretta del metallo (DMP) e la fusione laser a letto di polvere (LPBF). Le altre tecnologie di stampa 3D in metallo includono: Electron Beam Melting (EBM), Direct Energy Deposition (DED) - sia in polvere che in filo, Binder Jetting e Bound Powder Deposition (BPD) - anche detta Bound Powder Extrusion.
I limiti alla stampa di metalli sono la possibilità di legare efficacemente la polvere metallica per formare oggetti e la disponibilità del prodotto.
Acciaio inox
L'acciaio inossidabile (SS) è una popolare lega metallica composta da acciaio, cromo e altri elementi noti per la sua forza, durata, duttilità e resistenza alla corrosione. Viene utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni ed è molto diffusa nei settori aerospaziale, petrolifero e del gas, alimentare e sanitario. Pur essendo un materiale piuttosto costoso, è meno costoso del titanio e del nichel. I test dimostrano che le parti in acciaio inossidabile stampate in 3D sono da 2 a 3 volte più resistenti degli acciai prodotti con metodi di fabbricazione tradizionali.
Per la stampa 3D di leghe di acciaio inossidabile, di seguito sono riportati i materiali, i tipi di materiali e le tecnologie più comunemente utilizzati:
Materiali comuni:
316L
17-4GPH
15-5 PH
Tipi di materiali:
Polvere
Filamento
Tecnologie di stampa 3D comuni:
Sinterizzazione laser diretta (DMLS)
Taglio a getto di legante
Deposizione diretta di metallo (DMD)
Acciaio per utensili
L'acciaio per utensili è un materiale duro e resistente con un'elevata resistenza alla trazione, piuttosto costoso per le sue caratteristiche di resilienza. Si tratta di una superlega di acciaio che comprende nichel, cobalto e carbonio. L'acciaio per utensili è noto per la sua capacità di resistere a notevoli maltrattamenti. L'acciaio per utensili è chiamato anche acciaio maraging ed è noto per il suo eccezionale rapporto resistenza/peso. L'acciaio per utensili è ampiamente utilizzato in una varietà di applicazioni, tra cui utensili da taglio, matrici, stampi e parti per impieghi gravosi nel settore aerospaziale e automobilistico.
L'acciaio per utensili stampato in 3D può anche essere trattato termicamente per ottenere una durezza e una durata eccezionali, come avviene di solito per i prodotti in acciaio per utensili sviluppati con metodi di produzione sottrattivi tradizionali. Esistono eccezioni in cui l'acciaio per utensili stampato in 3D può essere lavorato o lucidato con macchine CNC. Anche le proprietà meccaniche degli acciai per utensili stampati in 3D sono molto simili a quelle degli acciai per utensili prodotti tradizionalmente. L'acciaio per utensili stampato in 3D presenta un'elevata resistenza all'usura e un buon trasferimento di calore.
Esistono due tipi di acciaio per utensili utilizzati nella stampa 3D. Si tratta di:
Acciaio maraging privo di carbonio
Acciai per utensili al carbonio.
Per la stampa 3D dell'acciaio per utensili, di seguito sono riportati i materiali e le tecnologie più comunemente utilizzati:
Materiali comuni:
A2
H13 (1.2344)
M2 (1.3343)
MS1
18Ni300 (1,2709)
18Ni1400
18Ni1700
18Ni1900
18Ni2400
Tipi di materiale:
Polvere
Filamento
Tecnologie di stampa 3D comuni:
Sinterizzazione laser diretta (DMLS)
Fabbricazione a filamento fuso (FFF)
Titanio
Il titanio è noto per l'eccellente resistenza, la durata e l'elevato tasso di corrosione. Viene spesso utilizzato in alcune delle applicazioni ambientali più difficili. I prodotti in titanio sono utilizzati in diverse applicazioni, tra cui quelle aerospaziali, automobilistiche e sanitarie.
Il titanio stampato in 3D ha dato risultati notevoli, tra cui una significativa riduzione del peso pur mantenendo un'eccellente forza e resistenza alla corrosione. Poiché il materiale è forte, leggero e inerte, è perfetto per gli impianti stampati su misura in campo medico.
Per la stampa 3D del titanio, di seguito sono riportati i materiali e le tecnologie più comunemente utilizzati:
Materiali comuni:
Ti6AI4V
Ti64
TiGr5
TiGr23
TiGr1
Tipi di materiale:
Polvere
Filamento
Tecnologie di stampa 3D comuni:
Fusione laser a letto di polvere (LPBF)
Sinterizzazione laser diretta (DMLS)
Stampa diretta del metallo (DMP)
Inconel 625
L'Inconel 625 è una superlega a base di nichel-cromo progettata per resistere alle alte temperature, alle sollecitazioni e agli ambienti difficili (compreso il cloruro). I cicli di calore ripetuti hanno un effetto limitato sull'Inconel 625. La forza, la temperatura e la resistenza alla corrosione rendono questo materiale ideale per le applicazioni aerospaziali. Viene utilizzato anche nel settore automobilistico, nella lavorazione dei prodotti chimici e in applicazioni offshore come l'industria petrolifera.
La superlega Inconel 625 è costosa. Per questo motivo le tecniche di produzione additiva, come la stampa 3D, sono preferite ai tradizionali metodi di produzione sottrattiva: lo spreco di materiale è minimo. Inoltre, le eccezionali caratteristiche del materiale lo rendono estremamente difficile da lavorare. Fortunatamente, è ragionevolmente facile stampare in 3D con il DMLS. Per produrre parti in Inconel 625 si utilizzano anche il deposito diretto di energia e il Binder Jetting.
Una nuova tecnologia di produzione additiva per produrre parti in Inconel è la diffusione atomica. Questa tecnologia è un metodo di stampa 3D in polvere simile alla stampa FDSM. Dopo la stampa, il prodotto viene lavato con una soluzione di debinding e sinterizzato in un forno. Il forno brucia il legante plastico e le polveri metalliche formano un pezzo più robusto. Il processo è altamente accurato e rappresenta un'alternativa economica alla produzione del costoso materiale.
Per la stampa 3D di Inconel 625, ecco i materiali e le tecnologie più comunemente utilizzati:
Materiali comuni:
Ni625
Tipi di materiale:
Polvere
Filamento
Tecnologie di stampa 3D comuni:
Sinterizzazione laser diretta (DMLS)
Deposizione diretta di energia (DED)
Getto di legante
Diffusione atomica
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