Stampante 3D in metallo a filo-laser ad alta precisione da Mitsubishi Electric

Mitsubishi Electric ha lanciato due modelli della stampante 3D in metallo a filo-laser AZ600, che fonde un filo per saldatura mediante un fascio laser per creare strutture 3D di alta qualità.

La macchina combina il controllo spaziale simultaneo su 5 assi e una tecnologia di produzione additiva digitale che controlla in modo preciso e cooperativo le condizioni di lavorazione, assicurando una stampa 3D stabile e di alta qualità. La soluzione viene anche incontro alle esigenze degli operatori del settore manifatturiero consci del loro impatto ambientale, abbassando il consumo di energia e risparmiando risorse, riducendo inoltre i tempi di lavorazione grazie a metodi di produzione ad alta efficienza come la formatura ‘near-net-shape’. Questo metodo crea in poco tempo una forma quasi finale che viene poi rifinita mediante taglio, consentendo di ridurre i tempi di lavorazione e i materiali di scarto rispetto ai metodi convenzionali che utilizzano il taglio per tutti i processi, dalla sgrossatura alla finitura.

La macchina supporta inoltre il riporto per la saldatura in riparazioni per la manutenzione di costosi componenti specializzati per automobili, navi e aerei, in particolare quelli utilizzati in ambienti difficili, come pale di turbine o stampi.
 Un nuovo servizio di stampa in appalto che impiega queste stampanti favorirà infine l’adozione della produzione additiva offrendo consulenze sulla progettazione dei prodotti, prototipazione e consigli sull’applicazione in generale della stampa 3D in metallo.

Mitsubishi Electric rileva come negli ultimi anni la necessità crescente di ridurre le emissioni di CO2 nel settore della lavorazione dei metalli abbia accelerato la domanda di metodi di lavorazione più efficienti, in grado di diminuire il consumo energetico e conservare risorse naturali finite. In tale ottica si prevede quindi una crescita della domanda di stampanti 3D in metallo, che creano oggetti a partire dai dati delle forme tridimensionali. I vantaggi sono la riduzione significativa dei tempi e dei materiali di scarto del processo di produzione e il miglioramento della flessibilità di progettazione facilitando l’integrazione di più parti e la riduzione del peso.

D’altro canto, le stampanti 3D in metallo che utilizzano materie prime in polvere presentano problemi di gestione dei materiali, lavorabilità e sicurezza, determinando la necessità di un nuovo processo di produzione additiva. Le stampanti 3D in metallo tradizionali utilizzano infatti materie prime sotto forma di polvere o fili. Le materie prime in polvere sono adatte alla creazione di strutture complesse ad alta precisione, ma comportano problemi di conservazione e costi dei materiali e di impatto ambientale. Le materie prime in fili utilizzano tipicamente come fonte di calore una scarica ad arco, che comporta problemi di precisione dovuti all’elevata deformazione termica e all’impatto del calore sugli strati del materiale. Il nuovo metodo con materia prima in fili di Mitsubishi Electric risolve questi problemi utilizzando un fascio laser per un controllo estremamente preciso della quantità di calore immessa in base allo stato della fabbricazione, combinando in tal modo la precisione dello stampaggio con i vantaggi della materia prima in fili.

L’uso esclusivo di un controller numerico computerizzato (CNC) per il controllo cooperativo delle condizioni di lavorazione, quali l’avanzamento del filo, la potenza del laser e l’avanzamento dell’asse, rende quindi possibile la produzione additiva di strutture tridimensionali di alta precisione e alta qualità. L’uso di materie prime in fili di qualità uniforme contribuisce inoltre a una formatura del metallo di alta qualità per creare strutture ad alta densità con pochi vuoti. Le strutture tridimensionali complesse, difficili da realizzare utilizzando una fonte di calore ad arco, possono essere formate in modo molto accurato utilizzando l’esclusiva tecnologia di controllo del calore ad alta precisione di Mitsubishi Electric. È altresì possibile creare sfere cave, che in linea di principio non possono essere create con le tecniche di taglio tradizionali.

Infine, l’utilizzo di una tecnologia avanzata di controllo spaziale simultaneo su cinque assi consente di realizzare mediante stampa 3D in metallo processi tradizionalmente manuali molto specializzati per la saldatura a riporto e a cordone, che utilizzano materiali come TIG (Tungsten Inert Gas), migliorando la qualità della struttura prodotta, riducendo i tempi di fabbricazione e risparmiando manodopera.

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