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Jun 13, 2023

La tecnologia di induzione economica e veloce consente un utilizzo illimitato

La produzione additiva dei metalli può essere eseguita in diversi modi, ma l’idea è generalmente la stessa: si fa funzionare una grande stampante che deposita il metallo fuso in strati su un substrato che poi si fondono insieme

La produzione additiva del metallo può essere eseguita in diversi modi, ma l’idea è generalmente la stessa: si fa funzionare una grande stampante che deposita il metallo fuso in strati su un substrato che poi si fondono insieme in una forma solida. Stampando da zero, puoi creare forme impossibili da realizzare con la tradizionale produzione sottrattiva e, sebbene sia troppo lenta e complessa per la produzione di massa, è una tecnica incredibilmente veloce ed efficace per parti di piccole dimensioni e prototipazione rapida.

Molti degli odierni sistemi di stampa su metallo utilizzano i laser per riscaldare e fondere le materie prime metalliche in polvere. Il fondatore e CEO di Rosotics, Christian LaRosa, afferma che ci sono una serie di problemi inerenti ai sistemi laser. In primo luogo, le materie prime metalliche in polvere sono costose e spesso pericolose: ad esempio, il titanio in polvere è esplosivo. In secondo luogo, i laser sono un mezzo inefficiente per convertire l’energia in calore. I sistemi laser su larga scala possono richiedere speciali sistemi di alimentazione energetica.

In terzo luogo, possono essere pericolosi: anche un raggio riflesso di quel tipo di potere può essere sufficiente per accecare qualcuno se lo colpisce direttamente negli occhi. E in quarto luogo, le parti create con questi metodi in genere devono essere successivamente trattate termicamente, il che significa che puoi stampare solo parti grandi quanto il forno in cui puoi cuocerle successivamente.

LaRosa afferma di aver trovato un'alternativa che affronta tutti questi problemi e apre le porte alla stampa economica, facile e veloce di enormi parti metalliche, abbastanza grandi per l'uso strutturale in aerei e razzi. Rosotics ha progettato, costruito e testato un nuovo tipo di testina di stampa 3D in metallo, chiamata Mantis, che fornisce calore al metallo in modo altamente efficiente, attraverso l’induzione.

"Secondo me è un modo molto naturale di stampare un metallo in 3D", ci dice LaRosa durante una videochiamata. "Generi un campo elettromagnetico da una bobina e qualsiasi metallo ferromagnetico che passa attraverso quel campo viene riscaldato induttivamente, dalle correnti parassite che stai inducendo nel metallo. Rimuoviamo il laser dal processo; semplicemente facciamo avanzare il filo attraverso un ugello e lo riscaldiamo induttivamente mentre lo attraversa. Lo chiamiamo stampa a induzione rapida o RIP. Ti porta allo stesso obiettivo con una perdita di energia molto inferiore. "

Quanto è più efficiente il processo? "L'efficienza in un processo basato sul laser è, sotto molti aspetti, piuttosto pessima", afferma LaRosa. "È un mezzo ottico per trasferire il calore. Passando a un processo di induzione, si aumenta notevolmente l'efficienza. Rispetto alla deposizione diretta di energia, l'approccio di alimentazione del filo basato sul laser, stiamo osservando un 30-50% in più efficiente sull'energia totale spesa. Rispetto ad altri, può essere quasi un ordine di grandezza."

Anche la materia prima non deve essere ferromagnetica. "L'alluminio era per noi un grande obiettivo da colpire, perché costituisce la base di molte parti strutturali nel settore aerospaziale e non è minimamente magnetico", afferma LaRosa. "Così abbiamo trovato modi unici per riscaldare induttivamente quella materia prima che utilizzano approcci innovativi nella scienza metallurgica. È possibile riscaldare induttivamente un rivestimento di materiale induttivo, oppure è possibile far viaggiare la materia prima target attraverso un canale riscaldato induttivamente che fornisce calore attraverso il contatto fisico."

Questo apre il processo a una vasta gamma di metalli. Finora l'azienda ha effettuato test approfonditi con acciaio e alluminio, ma LaRosa afferma che dovrebbe essere in grado di gestire la maggior parte dei metalli: "Da quello che abbiamo visto, i materiali ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale e le nicchie a cui ci rivolgiamo, può gestirli in modo abbastanza completo", dice. "Probabilmente ci sono molti materiali che spingeranno i limiti, ma anche in questo caso abbiamo spazio per cambiare il processo e probabilmente affrontare anche quelli. Il titanio è un materiale abbastanza lavorabile, ma ce ne sono molti altri che stiamo esaminando . Uno dei più immediati è il cupronichel, che ha ottime prestazioni meccaniche in determinati usi. Ma nel complesso, il processo funziona abbastanza bene con qualsiasi materiale disponibile in commercio sotto forma di filo."