I migliori materiali di stampa 3D in metallo per la produzione additiva

Quasi tutti i processi di stampa 3D in metallo si basano sulla polvere di metallo. Utilizzato come materia prima o legato in un filamento, è l'ingrediente essenziale che consente alle macchine di realizzare parti con la tecnologia additiva. Ciò significa che la disponibilità di materiali per la stampa 3D in metallo nella produzione additiva dipende quasi interamente dalla facilità con cui la forma polverizzata può essere fusa insieme. La polvere di alluminio, ad esempio, è più difficile da fondere insieme rispetto agli acciai, che si legano molto più facilmente, e quindi è un materiale metallico stampato in 3D molto meno comune.

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I materiali di stampa 3D in metallo più utili offrono ai produttori il massimo valore aggiunto rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Spesso ciò deriva dalla lavorabilità. I materiali difficili da lavorare, come gli acciai per utensili e il titanio, sono tradizionalmente molto duri da lavorare, ma poiché la lavorabilità non equivale alla stampabilità, questi metalli possono essere realizzati su una stampante 3D con una manodopera minima e a un costo fisso e basso per parte.

Passiamo in rassegna alcuni dei materiali di stampa 3D in metallo disponibili sul sistema Markforged Metal X e analizziamo i pro e i contro che ciascun materiale apporta al processo di produzione.

Acciaio inox

L'acciaio inossidabile è caratterizzato da un'elevata resistenza e da un'eccellente resistenza alla corrosione. Questo materiale viene utilizzato in una vasta gamma di settori e applicazioni, dalla produzione alla tecnologia assistiva. Esempi di acciai inossidabili stampati in 3D sono il 316L, estremamente resistente alla corrosione, e l'acciaio inossidabile 17-4 PH, che può essere trattato termicamente.

Acciai per utensili

Come suggerisce il nome, questa classe di acciai è utilizzata per una varietà di utensili di produzione. Tutto ciò che viene utilizzato in una linea di produzione per tagliare, stampare, modellare o formare è probabilmente realizzato in acciaio per utensili. Gli acciai per utensili sono in grado di resistere a condizioni così difficili grazie alla loro elevata durezza e all'ottima resistenza al calore e all'abrasione. A causa di queste proprietà, gli acciai per utensili sono molto difficili e costosi da lavorare, il che li rende candidati ideali per la stampa 3D. Le polveri e i filamenti più diffusi includono acciaio per utensili A2, D2 e H13.

Titanio

Questo metallo è forte, incredibilmente leggero e resistente al calore e alle sostanze chimiche. Normalmente, il titanio è estremamente difficile da lavorare (il che contribuisce al suo costo elevato), che lo rende un ottimo materiale per la stampa 3D in metallo. Il titanio stampato in 3D più comune è il titanio 64 (Ti-6Al-4V) e viene utilizzato in situazioni in cui è utile un rapporto resistenza/peso molto elevato, come ad esempio negli aerei.

Inconel 625

Le stampanti 3D possono essere utilizzate per produrre parti in metalli comuni come l'acciaio, ma possono anche realizzare parti in superleghe che sono particolarmente adatte agli ambienti estremi. L'Inconel 625 è una superlega a base di nichel forte, rigida e molto resistente alla corrosione e al calore, che viene spesso utilizzata in ambienti come turbine e razzi. Altri tipi di Inconel, in particolare l'Inconel 718, non presentano la stessa resistenza al calore dell'Inconel 625. Il materiale è tradizionalmente molto costoso da lavorare; al contrario, l'Inconel può essere acquistato in polvere e stampato in 3D a un costo notevolmente inferiore, aprendo la strada a componenti in Inconel a prezzi accessibili.

Rame

Poiché conduce il calore e l'elettricità molto meglio dei metalli tradizionali, il rame è stato a lungo utilizzato nella produzione industriale. Come materiale di stampa 3D, il rame è utilizzato per dissipatori e scambiatori di calore, componenti di distribuzione dell'energia, come le bus bar, attrezzature di produzione, compresi gli elettrodi per saldatura a punti, le antenne per comunicazioni in radiofrequenza e molto altro.

Leggi la nostra Guida alla progettazione con metalli

Guardando al futuro

L'elenco attuale dei materiali per la stampa 3D in metallo è relativamente breve e si concentra sui materiali di qualità superiore che sono economicamente più vantaggiosi da produrre. Tuttavia, con la maturazione del processo di stampa 3D in metallo, ci si aspetta di vedere filamenti e polveri per stampa 3D in metallo sempre più economici e disponibili su diverse piattaforme di stampa in metallo. Questi materiali, sfruttando gli stessi vantaggi di costo dei metalli citati in questo articolo, apriranno nuove applicazioni per la stampa in metallo e ne favoriranno l'adozione da parte della produzione di massa.