Che cos'è la produzione additiva?

Descrizione del prodotto

Lafabbricazione additiva è un approccio moderno alla produzione. Costruisce oggetti strato per strato utilizzando progetti assistiti dal computer. Questo processo non è nuovo, ma il suo utilizzo è cresciuto negli ultimi vent'anni. Molte aziende utilizzano questo metodo per la produzione di componenti nei settori aerospaziale, automobilistico, sanitario e dei prodotti di consumo. Questo metodo consente una produzione rapida di pezzi personalizzati con meno scarti.

In questo articolo discutiamo di come funziona la produzione additiva, dei suoi vantaggi e di come si differenzia da altri metodi.

Perché si chiama produzione additiva?

Il nome deriva dal modo in cui i pezzi vengono assemblati uno strato alla volta. Invece di tagliare o forare un blocco di materiale, il processo aggiunge piccoli pezzi di materiale fino a completare il pezzo finale. In molti metodi di produzione standard, il materiale viene rimosso da un pezzo più grande. Nella produzione additiva, il materiale viene aggiunto solo dove necessario.

Questo approccio consente di ridurre gli scarti e di ottenere pezzi dalle forme complesse. Il metodo è utile quando sono richieste geometrie o strutture interne insolite. Ad esempio, grazie a questa tecnica è possibile realizzare strutture leggere con supporti interni a reticolo.

Fabbricazione additiva e stampa tridimensionale

Lastampa tridimensionale è un termine popolare per indicare la produzione additiva. Entrambi i termini si riferiscono alla stessa idea: costruire un oggetto strato per strato. Negli ultimi anni, la stampa tridimensionale è passata dall'uso hobbistico a quello professionale. Un caso comune è la creazione di impianti medici personalizzati. Gli ingegneri stampano parti che si adattano perfettamente all'anatomia del paziente. La stessa idea viene utilizzata nella produzione automobilistica. I prototipi dei componenti delle auto vengono costruiti rapidamente e testati prima della produzione di massa. Il lato amichevole di questa tecnologia si vede nell'uso domestico, dove piccoli pezzi e oggetti d'arte vengono stampati con semplici stampanti tridimensionali.

Produzione additiva vs. produzione convenzionale

• Imetodi di produzione tradizionalisi basano spesso su processi sottrattivi. In questi processi, i pezzi vengono scolpiti o fresati da un blocco più grande. Questo approccio tradizionale può comportare lo spreco di molta materia prima. La produzione additiva costruisce l'oggetto finale aggiungendo materiale solo dove necessario. La precisione e l'efficienza dei materiali sono grandi vantaggi.
• Imetodi tradizionalirichiedono diverse fasi e strumenti. La produzione additiva, invece, utilizza una sola macchina per completare un oggetto strato per strato. Il tempo che intercorre tra la progettazione e il pezzo finito può essere breve.
• Moltepiccole imprese utilizzano oggi la produzione additiva. Possono progettare e stampare un pezzo nella loro officina e poi testarlo immediatamente.

In pratica, entrambi i metodi hanno il loro posto. Per i prodotti in grandi volumi e di forma uniforme, i metodi convenzionali possono essere economicamente vantaggiosi. Per i pezzi personalizzati o complessi, la produzione additiva ha la meglio.

Materiali per la produzione additiva

La produzione additiva utilizza un'ampia gamma di materiali.

Le materie plastichesono molto diffuse. Sono leggere e facili da lavorare. Nella costruzione di prototipi, le materie plastiche sono molto utili. Anche i metalli sono diventati popolari.

Neisettori aerospaziale e automobilistico si utilizzano spesso metallicome il titanio e l'acciaio. Un esempio tipico è l'industria aeronautica, dove si stampano parti metalliche leggere ma resistenti.

Leceramiche sono un altro gruppo di materiali utilizzati in ambienti specializzati. Vengono utilizzate quando è necessaria un'elevata resistenza al calore. Anche i bio-materiali trovano spazio nella produzione additiva. Alcuni ricercatori medici utilizzano i bio-materiali per stampare le impalcature dei tessuti.

Ogni materiale ha le sue proprietà. Ad esempio, i metalli spesso richiedono temperature elevate per fondersi. Le materie plastiche, invece, fondono a temperature più basse. Queste differenze richiedono macchine speciali e un attento controllo durante il processo.

Ulteriori letture: Produzione additiva e produzione tradizionale

Tipi di processi di produzione additiva

Esistono diversi tipi di processi di fabbricazione additiva, ciascuno con i propri punti di forza e le proprie applicazioni. Questi processi includono:

• Fused Deposition Modeling (FDM): È uno dei metodi più diffusi e prevede l'estrusione di un filamento termoplastico attraverso un ugello riscaldato. È comunemente utilizzato per la prototipazione e la produzione di pezzi a basso costo.
• Sinterizzazione laser selettiva (SLS): In questo processo, un laser viene utilizzato per sinterizzare materiali in polvere, in genere plastiche o metalli, per creare una struttura solida. La SLS è ideale per creare pezzi complessi e durevoli.
• Stereolitografia (SLA): La SLA utilizza un laser per polimerizzare la resina liquida, solidificandola strato per strato. Questo processo è noto per la sua elevata precisione ed è spesso utilizzato nell'industria dentale e della gioielleria.
• Sinterizzazione laser diretta di metalli (DMLS): Questo metodo utilizza un laser ad alta potenza per fondere le polveri metalliche in parti solide. È comunemente utilizzato nelle industrie in cui sono necessarie parti metalliche ad alta resistenza.
• Binder Jetting: In questo processo, un legante liquido viene depositato selettivamente su materiale in polvere, che viene poi riscaldato per formare un pezzo solido. È utilizzato per metalli, sabbia e ceramica.

Conclusione

La produzione additiva ha rimodellato il modo in cui vengono costruiti i pezzi. Il nome deriva dall'approccio alla costruzione strato per strato utilizzato nel processo. Molti settori industriali utilizzano questa tecnologia per risparmiare tempo e costi. I materiali utilizzati vanno da semplici plastiche a metalli e ceramiche di alta qualità. Ogni processo, che si tratti di modellazione a deposizione fusa, sinterizzazione laser selettiva o altro, si adatta a esigenze specifiche. Il settore è in continua crescita.

Domande frequenti

F: Che cos'è la produzione additiva?
D: È un processo che costruisce oggetti strato per strato sulla base di progetti al computer.

F: La fabbricazione additiva può utilizzare il metallo?
D: Sì, metalli come il titanio e l'acciaio vengono spesso stampati con questi processi.

F: In che cosa differiscono i componenti della fabbricazione additiva da quelli tradizionali?
D: Utilizzano un posizionamento preciso dei materiali, riducendo gli scarti e consentendo di ottenere forme complesse.