Recensioni Cicli Tresoldi: Le tecnologie di stampa 3d nel mondo del ciclismo.
Pwer testare vantaggi e svantaggi della tecnologia DMLS il progettista Spencer Wright ha preso in
esame un componente, un reggisella da bicicletta, e si e? proposto di realizzarlo stampandolo in 3D, utilizzando come materiale il titanio. La parte ha uno spessore che varia da 1 a 1,75 mm e le sue tolleranze sono ristrette in quanto deve poter assemblarsi al tubo della bicicletta e deve accogliere la struttura del sellino. Una volta stampato, il reggisella necessitera? di lavorazioni successive, come finitura superficiale e verifica del filetto della morsa per stringerlo al tubo. Per i suoi test Spencer si e? avvalso di una stampante EOS modello M280 che offre un volume di stampa di 250x250x325mm. Al fine di valutare il potenziale costo della parte stampata bisogna prendere in considerazione quattro variabili:
– La massa del prodotto finito: e? necessario stimare il costo del materiale grezzo e
il tempo che occorre al laser per sinterizzarlo. Mediamente la polvere di titanio costa
tra i 300 e i 600 $/kilo, il reggisella pesa intorno ai 60 grammi, quindi il costo si aggirerebbe sui 30 dollari.
Per sinterizzare 60 grammi il tempo ciclo della stampante
e? valutabile in 8 ore, a un costo orario di circa 100 $.
– La massa delle strutture di supporto: la tecnologia DMLS necessita di strutture
di supporto solide che hanno il compito di assicurare la parte alla piattaforma di stampa; logicamente queste strutture sono composte
dallo stesso materiale del componente richiesto.
– Numero di parti per stampata: piu? parti vengono prodotte nella stessa stampata riducono le ripetizioni di ri-approvvigionamento di materiale e quindi il costo
per singola unita? prodotta. Tutti questi punti pero? sono da valutare caso per caso, nell’esempio del reggi-sella se la si orienta orizzontalmente trovano spazio dieci parti, valutando un tempo di
produzione di 40 ore risultano 4 ore/pezzo. Se invece si orientano verticalmente ci stanno 24 parti, per un tempo di stampa di 85 ore, risultano 3,5 ore/parte. Alcune problematiche che occorre tenere in considerazione dal punto di vista delle proprieta? meccaniche che affliggono
la DMLS e? il verificarsi di tensioni nei livelli sinterizzati, causati dalle oscillazioni termiche che possono verificarsi. Prevedere queste tensioni e? estremamente difficile, percio? e? consuetudine stampare dei campioni, analizzarli e infine correggere il file prima della stampata definitiva, modificando
le geometrie o magari solamente aggiungendo o modificando le strutture di supporto. I supporti sono essenziali in quanto saldano
G Il reggi-sella stampato in 3D.
D Rimozione dei supporti dall’oggetto al termine del processo di stampa.
H I vari provini di stampa, ognuno con errori dovuti alla mancanza di adeguati sostegn
Per produrre parti stampate in materiale metallico sono disponibili tre principali tecnologie:
– Binder jetting (con getto di legante):
un legante viene spruzzato su un letto di polvere di metallo e ne crea la forma desiderata, dopodiche? viene indurito grazie un processo termico successivo. Il piu? importante produttore mondiale di stampanti dotate di questa tecnologia e? «ExOne»; il campo di applicazione ideale e? la prototipazione che non necessita di elevate proprieta? meccaniche dei componenti.
– Deposizione con energia controllata (DED – Directed Energy Deposition):
della polvere metallica viene spruzzata contro una parte, a cui si lega tramite fusione indotta da archi elettrici o fasci laser. Questa tecnologia non e? molto diffusa, si presta per la riparazione di componenti metallici o per parti aerospaziali di grandi dimensioni; i produttori principali di questa tecnologia sono «DMG Mori» e «Sciaky».
– Fusione su letto di polvere: prevede un letto di polvere metallica su cui un fascio laser o un arco elettrico fonde e aggrega selettivamente (per sinterizzazione o fusione) le sezioni della parte da produrre. Questa e? la tecnologia piu? diffusa e infatti ci sono diversi produttori di macchinari: EOS, Concept Laser, Arcam e Renishaw sono i piu? importanti. La fusione su letto di polvere trova applicazioni sia in ambito prototipale che produttivo, puo? supportare una vasta gamma di materiali (i piu? diffusi sono titanio, acciaio inossidabile e la lega cromo-cobalto), ed e? possibile ottenere pezzi leggeri ma molto resistenti e altamente personalizzabili. Occorre sottolineare che tali processi sono molto costosi, sia per il funzionamento stesso dei macchinari che per il costo del materiale in polvere.
I settori industriali che maggiormente ne fanno uso sono l’aerospaziale e il medicale; e? praticamente impossibile trovare sul mercato consumer.
Per altre info sui prodotti del mondo del ciclismo, quali recensioni e commenti da parte di Cicli Tresoldi vi rimandiamo al blog .
Fonte articolo: www.bicitech.it