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La produzione additiva (AM), spesso chiamata stampa 3D, è un approccio rivoluzionario alla produzione che sta trasformando le industrie di tutto il mondo. A differenza dei metodi di produzione tradizionali, che sottraggono o ritagliano materiale da un blocco più grande, l'AM aggiunge materiale strato per strato per creare progetti intricati e dettagliati. Questo metodo offre una flessibilità e una precisione senza precedenti, consentendo la creazione di strutture e componenti che in precedenza erano considerati impossibili o troppo complessi da produrre.
L'essenza della produzione additiva
L'AM consiste nel costruire oggetti uno strato alla volta. Ciò si ottiene depositando materiale, sia esso plastica, metallo, ceramica o persino materia biologica, sulla base di un modello 3D digitale. Ogni strato è una sezione sottile dell'oggetto finale.
Esistono diverse tecniche nell'ambito dell'AM, ognuna con un approccio unico:
Le 7 categorie della produzione additiva:
Sebbene il termine "stampa 3D" sia spesso utilizzato per descrivere tutti i processi di fabbricazione additiva, esistono singoli processi distinti che si differenziano in base al materiale e alla tecnologia della macchina utilizzata. Nel 2010, il gruppo "ASTM F42 - Additive Manufacturing" della American Society for Testing and Materials (ASTM) ha stabilito degli standard che classificano i processi di fabbricazione additiva in 7 categorie:
- IVA Fotopolimerizzazione: Questo processo utilizza una vasca di resina fotopolimerica liquida per costruire il modello strato per strato.
- Getto di materiale: Gli oggetti vengono creati in modo simile a una stampante a getto d'inchiostro bidimensionale. Il materiale viene gettato su una piattaforma di costruzione utilizzando un approccio continuo o Drop on Demand (DOD).
- Binder Jetting: Questo processo utilizza due materiali: un materiale in polvere e un legante. Il legante è tipicamente liquido, mentre il materiale di costruzione è in polvere. Una testina di stampa deposita strati alternati di materiale da costruzione e legante.
- Estrusione di materiale: La modellazione per deposizione a fusione (FDM) è un metodo comune in questa categoria. Il materiale viene aspirato attraverso un ugello, riscaldato e quindi depositato strato per strato.
- Fusione del letto a polvere: Questa categoria comprende tecniche come la sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS), la fusione a fascio di elettroni (EBM), la sinterizzazione termica selettiva (SHS), la fusione laser selettiva (SLM) e la sinterizzazione laser selettiva (SLS).
- Laminazione dei fogli: I processi di questa categoria comprendono la fabbricazione additiva a ultrasuoni (UAM) e la fabbricazione di oggetti laminati (LOM). Il processo di fabbricazione additiva a ultrasuoni utilizza fogli o nastri metallici legati insieme mediante saldatura a ultrasuoni.
- Deposizione diretta di energia: Questa categoria comprende termini come "Modellazione della rete con il laser, fabbricazione di luce diretta, deposizione diretta di metallo e rivestimento laser 3D". Si tratta di un processo di stampa più complesso, spesso utilizzato per riparare o aggiungere materiale a componenti esistenti.
Tra le varie tecniche di fabbricazione additiva, la fusione di polveri si distingue come il metodo più comunemente utilizzato.
Perché l'AM è un cambiamento di gioco?
Le capacità dell'AM vanno ben oltre la semplice creazione di oggetti. Si tratta di ridefinire il nostro approccio alla progettazione e alla produzione:
Complessità e personalizzazione: L'AM consente di produrre pezzi con geometrie interne complesse. Ciò consente non solo di risparmiare peso e materiali, ma anche di creare pezzi personalizzati in base a esigenze specifiche.
SostenibilitàCon l'AM, il materiale viene aggiunto solo dove è necessario, riducendo così gli sprechi. Ciò è particolarmente importante quando si lavora con materiali costosi o rari.
VelocitàLa prototipazione è diventata molto più veloce con l'AM. Progettisti e ingegneri possono ora passare da un'idea a un prototipo fisico nel giro di poche ore.
Sebbene l'AM sia nata come strumento per la prototipazione rapida, le sue applicazioni si sono notevolmente ampliate. Oggi, settori che vanno dall'aerospaziale alla sanità sfruttano la potenza dell'AM per parti di uso finale, impianti personalizzati e persino per la moda e l'arte.
Ad esempio, nel settore aerospaziale, la capacità di produrre componenti leggeri può portare a un significativo risparmio di carburante. In campo medico, i chirurghi possono utilizzare l'AM per produrre impianti personalizzati in base all'anatomia del paziente, garantendo una migliore vestibilità e funzionalità.
Conclusione
L'Additive Manufacturing non è solo una tendenza, ma un cambiamento di paradigma nel nostro modo di concepire, progettare e produrre. Continuando a esplorare il suo vasto potenziale, è evidente che l'AM giocherà un ruolo fondamentale nel plasmare il futuro della produzione e del design.