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Jun 04, 2023

Ridurre il rischio: le considerazioni metallurgiche della stampa 3D

Dal punto di vista delle materie prime, una volta la vita produttiva era molto più semplice. Se lavorassi in un'officina o in una casa di produzione, ad esempio, i clienti ti invierebbero una stampa, ti direbbero quante parti hanno

Dal punto di vista delle materie prime, una volta la vita produttiva era molto più semplice. Se lavorassi in un'officina o in una casa di produzione, ad esempio, i clienti ti invierebbero una stampa, ti direbbero quante parti volevano, quanto presto ne avrebbero avuto bisogno (di solito la settimana successiva) e, se eri fortunato, un prezzo indicativo.

Lì nel cartiglio sarebbe elencato 316 SS o 6061-T6, indicando chiaramente il metallo di cui dovrebbero essere fatti i bulloni, le staffe o gli armadietti. Dovresti chiamare l'acciaieria locale, ottenere un prezzo, capire quanto costerà produrre le parti e inviare il preventivo. Facile.

Una volta arrivato il momento di realizzare la parte, non c'erano preoccupazioni su aspetti come la resistenza alla trazione e la struttura delle venature. Qualunque metallo entrasse nella macchina utensile emergeva pochi minuti o ore dopo, diverso nella forma ma sostanzialmente indenne dal punto di vista metallurgico. Non potevi avanzare troppo velocemente o piegarti troppo forte, e finché tenevi in ​​archivio una copia dei certificati dei materiali del fornitore, qualsiasi guasto del prodotto dovuto a porosità o crepe da stress tra cinque anni sarebbe stato un problema dell'acciaieria, non tuo.

Non più. Mentre il settore della stampa 3D si trasforma da un settore dedicato esclusivamente ai prototipi a un settore dedicato alla produzione di parti di uso finale, spesso mission-critical, i suoi professionisti si ritrovano ritenuti responsabili di molto più che della precisione di un prodotto; sono anche sempre più responsabili della sua integrità strutturale.

Pensateci: a differenza della maggior parte delle macchine utensili CNC, dove “versare sulla brace” per aumentare la produttività potrebbe portare alla rottura della fresa o forse a un pezzo che attraversa l’officina, aumentando la velocità di stampa su una macchina additiva a letto di polvere metallica quasi certamente creerà porosità, delaminazione o stress residuo. Se sei fortunato, queste modalità di guasto non genereranno altro che un pezzo rottamato, ma potrebbero anche portare a un guasto critico anni dopo.

Cosa poi?

Non fraintendermi. Non mi sto dando una pacca sulla spalla per aver riconosciuto questo potenziale problema. Sono sicuro che gli ingegneri medici, industriali e soprattutto aerospaziali di tutto il mondo sono alle prese con questa preoccupazione ogni giorno, da qui la forte enfasi sul rigido controllo dei processi, inclusi software di costruzione robusti, metrologia in linea e rigorose procedure di movimentazione dei materiali. È anche il motivo per cui la scansione TC delle parti aggiuntive critiche per il volo è ormai di routine, perché l'identificazione dei difetti interni è possibile solo attraverso test non distruttivi.

Argomenti simili possono essere fatti per le parti in polimero, anche se la posta in gioco è probabilmente meno alta rispetto a quella in metallo. In ogni caso, il messaggio dovrebbe essere chiaro: se tu o il proprietario del tuo negozio state pensando di investire nella stampa 3D per la prototipazione, l'attrezzatura o la produzione a basso rischio e in volumi ridotti, fatelo. Farlo richiede comunque non poco apprendimento, ma imparare è sempre una buona cosa (almeno questo è quello che ha detto la mamma).

Ma se hai la visione di diventare il prossimo fornitore di parti stampate in 3D per Boeing, Halliburton o Johnson & Johnson, procedi con cautela. Ci sono vite in gioco.