{"id":16016,"date":"2025-09-09T10:20:00","date_gmt":"2025-09-09T10:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/?p=16016"},"modified":"2025-09-12T10:42:51","modified_gmt":"2025-09-12T10:42:51","slug":"misurare-il-fascio-per-la-massima-affidabilita-nella-stampa-3d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/misurare-il-fascio-per-la-massima-affidabilita-nella-stampa-3d\/","title":{"rendered":"Misurare il fascio per la massima affidabilit\u00e0 nella stampa 3D"},"content":{"rendered":"\n

Per i suoi sistemi di stampa diretta del metallo (DMP) basati sul laser, 3D Systems ha sviluppato un servizio di test e calibrazione proprietario, che offre agli utenti delle macchine e ai clienti finali la massima affidabilit\u00e0 dei pezzi prodotti. Le misurazioni fondamentali del pacchetto di servizi avanzati di 3D Systems sono eseguite con il sistema di analisi e misurazione della potenza del fascio laser ad alta potenza Ophir\u00ae<\/sup> BeamPeek di MKS.<\/h2>\n\n\n\n

l potenziale della produzione additiva non smette mai di stupire: permette di costruire strutture finissime, di progettare prodotti personalizzati e di produrre parti con propriet\u00e0 affascinanti. Nel 1986, 3D Systems ha portato l\u2019innovazione della stampa 3D nell\u2019industria manifatturier<\/strong>a. Oggi l\u2019azienda \u00e8 uno dei maggiori operatori del mercato additivo e sviluppa soluzioni AM con strutture in tutto il mondo. Poich\u00e9 le soluzioni di 3D Systems sono ampiamente utilizzate in settori altamente regolamentati come quello sanitario e aerospaziale, ci si \u00e8 spesso chiesti quanto i processi siano effettivamente ripetibili e stabili. Ad esempio, gli utenti delle macchine devono dimostrare e documentare la stabilit\u00e0 del processo delle loro stampanti 3D nel tempo, e 3D Systems voleva eliminare questo ostacolo per i suoi utenti.  L\u2019obiettivo era offrire procedure avanzate di misurazione e calibrazione in loco con funzioni di documentazione dedicate, consentendo agli utenti delle macchine di soddisfare gli standard pi\u00f9 elevati.<\/p>\n\n\n\n

Standard industriali esigenti<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Nella produzione additiva, ogni singolo strato conta. I sistemi ottici basati sul laser nei sistemi di produzione additiva di metalli devono corrispondere esattamente alle specifiche. Solo cos\u00ec \u00e8 possibile garantire che il pezzo finito abbia le propriet\u00e0 desiderate. I principali parametri del processo ottico sono: la potenza del laser, la caustica del fascio e la posizione dei fasci laser. Gli ingegneri di 3D Systems controllano questi parametri nello sviluppo e nella produzione dei loro sistemi di produzione additiva, ma volevano anche consentire ai tecnici dell\u2019assistenza di verificare regolarmente le prestazioni e la stabilit\u00e0 dei sistemi ottici presso la sede del cliente. Wouter Polspoel, R&D Program Manager di 3D Systems, spiega: \u201ci nostri clienti, in particolare quelli che operano in settori regolamentati, devono dimostrare che i loro pezzi prodotti soddisfano standard di alta qualit\u00e0. Di conseguenza, devono aderire a standard come l\u2019ISO 52941, che regola le procedure di controllo e i criteri di accettazione per le macchine di fusione laser a letto di polvere di metallo in applicazioni aerospaziali. Il nostro obiettivo era quello di definire una serie di procedure di assistenza che coprissero tutti i requisiti pertinenti stabiliti negli standard e nelle linee guida applicabili\u201d. Un ostacolo particolare era quello di misurare la causticit\u00e0 dei fasci laser ad alta potenza a livelli operativi. Proprio al momento giusto, MKS ha presentato il suo ultimo sviluppo: lo strumento integrato di analisi della potenza e del fascio Ophir BeamPeek<\/a>. Grazie alla sua tecnologia di misura innovativa, il dispositivo promette cicli di misura significativamente brevi e un\u2019elevata versatilit\u00e0 sul campo. <\/p>\n\n\n\n

Test approfonditi sulle migliori pratiche<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Nel corso di lunghi test con il dispositivo Ophir BeamPeek sulla DMP Factory 500, una soluzione scalabile per la produzione additiva di metallo con un volume di costruzione completo di 500 mm x 500 mm x 500 mm e tre laser a fibra, gli ingegneri di 3D Systems hanno sviluppato routine di misura specifiche, definito le deviazioni e creato una lista di controllo completa che viene eseguita nell\u2019ambito del pacchetto di assistenza avanzata. \u201cIl dispositivo Ophir BeamPeek <\/a><\/strong>ha dimostrato la sua versatilit\u00e0 e semplicit\u00e0 d\u2019uso\u201d, afferma Wouter Polspoel e spiega: \u201cla stabilit\u00e0 della potenza in uscita e l\u2019accuratezza della caustica del fascio sono fondamentali per ottenere pezzi di alta qualit\u00e0. Con il dispositivo BeamPeek, misuriamo anche il fattore di qualit\u00e0 del fascio M2 di ciascun laser al centro del piano di lavoro\u201d. Inoltre, un sensore di potenza termica Ophir viene utilizzato nella routine dell\u2019Advanced Service Package per verificare la stabilit\u00e0 della potenza del laser. Il sensore FL1100A-BB-65, raffreddato a ventola e abbinato a un misuratore di potenza portatile, viene utilizzato per leggere i valori di potenza al momento dell\u2019impostazione del laser e dopo un tempo stabilito di 15 minuti alla massima potenza nominale.<\/p>\n\n\n\n

La tecnologia di misura ispira fiducia<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Con questo servizio aggiuntivo, i clienti di 3D Systems guadagnano sicurezza e flessibilit\u00e0, spiega Wouter Polspoel: \u201canche se non ci aspettiamo che i parametri laser cambino in modo significativo, poich\u00e9 utilizziamo componenti di alta qualit\u00e0 e i nostri processi sono molto stabili, vogliamo offrire ai nostri clienti la possibilit\u00e0 di far verificare e documentare regolarmente i parametri di processo. Grazie a Ophir BeamPeek, siamo in grado di aderire ai severi requisiti di controllo e calibrazione dei processi previsti dallo standard ISO nell\u2019ambito del nostro pacchetto di servizi avanzati. Questo d\u00e0 a tutte le parti la fiducia nei pezzi prodotti, e questo \u00e8 esattamente ci\u00f2 che il mercato sta cercando: affidabilit\u00e0!\u201d. La frequenza del pacchetto di assistenza avanzata \u00e8 suggerita a sei mesi.<\/p>\n\n\n\n

Design ottimizzato<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Il dispositivo Ophir BeamPeek non viene utilizzato solo dai tecnici dell\u2019assistenza, come spiega Viktor Valckenaers, R&D Project Engineer di 3D Systems: \u201cAbbiamo effettuato test approfonditi con il dispositivo BeamPeek nella fase di progettazione di nuovi sistemi di produzione additiva basati sul laser. Soprattutto le misurazioni della posizione del fuoco rivelano interessanti correlazioni tra il flusso di gas, la contaminazione dei componenti e i parametri del fascio che ci aiutano a ottimizzare le nostre macchine.\u201d
Il flusso di argon all\u2019interno della camera di costruzione influisce notevolmente sulla qualit\u00e0 dei componenti prodotti in modo additivo. Per questo motivo gli ingegneri di 3D Systems si impegnano a fondo per posizionare in modo ottimale gli ugelli del gas. In primo luogo, utilizzano un software di simulazione nella fase di progettazione della macchina per identificare le possibili geometrie. Una volta avviati i test iniziali del prototipo, viene utilizzato il dispositivo di misurazione Ophir BeamPeek per misurare la posizione del fascio prima e dopo un lavoro di costruzione in vari scenari di flusso di gas. Nello sviluppo del DMP Factory 500, questo test ha rivelato l\u2019impatto diretto del flusso di gas sulla posizione del punto di focalizzazione. La Figura 1<\/strong> mostra lo spostamento della posizione del laser tra le condizioni di flusso di gas non ottimizzato e ottimizzato. Poich\u00e9 qualsiasi spostamento della posizione del fuoco del laser influenza direttamente la densit\u00e0 di potenza del laser sul piano di costruzione, si pu\u00f2 prevedere una diminuzione della qualit\u00e0 della costruzione. Viktor Valckenaers afferma che: \u201c\u00e8 risaputo che la qualit\u00e0 di una costruzione dipende molto dal flusso di gas nella camera. Tuttavia, \u00e8 di grande aiuto quantificare oggettivamente quanto la posizione della focalizzazione del laser sia influenzata dalla contaminazione causata da un flusso di gas non ottimale\u201d.
Una volta definiti tutti i parametri e messo a punto il prototipo, ogni macchina viene sottoposta a test intensivi per diversi mesi. Durante questo periodo, la misurazione dei raggi laser con il sistema svolge un ruolo centrale nel controllo delle caustiche e nella documentazione della stabilit\u00e0 del processo. Un altro vantaggio dello strumento di misura diventa evidente in questo caso, come sottolinea Victor Valckenaers: \u201cil dispositivo di misurazione della caustica Ophir BeamPeek pu\u00f2 essere utilizzato sia per le basse che per le alte potenze. Questo \u00e8 estremamente prezioso perch\u00e9 possiamo utilizzarlo per la nostra serie completa di test\u201d.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1. Il diagramma mostra le differenze nella posizione del fuoco dei tre fasci laser nella macchina (potenza laser superiore a 400 Watt ciascuno) in vari scenari di flusso di gas.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Una cooperazione di successo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Non solo durante l\u2019intenso processo di test, ma anche nella fase di integrazione, sono emerse occasionalmente questioni che gli esperti di 3D Systems hanno chiarito con gli sviluppatori di Ophir. \u201cAbbiamo avuto diverse discussioni positive e i team di entrambe le parti si sono impegnati a risolvere rapidamente qualsiasi problema\u201d, afferma Wouter Polspoel. Il risultato \u00e8 gi\u00e0 un grande successo: \u201cnel giro di pochi mesi siamo riusciti a migliorare le nostre procedure di assistenza in loco e, in secondo luogo, l\u2019ampliamento delle capacit\u00e0 di misurazione della qualit\u00e0 del fascio ha ridotto i tempi di sviluppo delle nostre macchine. Di conseguenza, credo che la fiducia nella tecnologia di produzione additiva sia destinata ad aumentare in modo significativo\u201d. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
DMP Factory 500 \u00e8 la nuova soluzione di 3D Systems per la produzione additiva in metallo.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Durante i test a cui vengono sottoposto le macchine di 3D Systems la misurazione dei raggi laser con Ophir BeamPeek svolge un ruolo centrale nel controllo delle caustiche e nella documentazione della stabilit\u00e0 del processo (\u00a93D Systems).<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":16059,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[168,177],"tags":[26,279,188,298],"class_list":["post-16016","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-additive-manufacturing","category-in-evidenza","tag-3d-systems","tag-additive-manufacturing","tag-ophir","tag-stampa-3d"],"yoast_head":"\nMisurare il fascio per la massima affidabilit\u00e0 nella stampa 3D - Applicazioni Laser<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" 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