Le tecnologie additive rappresentano un\u2019interessante opportunit\u00e0 per il settore manifatturiero, grazie alle loro caratteristiche di versatilit\u00e0, efficienza e libert\u00e0 di design. Per dare modo ai potenziali utilizzatori (e anche a chi gi\u00e0 le impiega) di avere una panoramica sullo stato dell\u2019arte, in questo articolo illustreremo le caratteristiche di una serie di soluzioni. Esse sono state selezionate tra quelle pi\u00f9 interessanti e innovative attualmente presenti sul mercato italiano.<\/p>\n
di Claudio Cantelmo<\/em><\/p>\n A beneficio di chi ancora non ha avuto modo di \u201cincontrare\u201d queste tecnologie, forniamo di seguito una serie di input, utili per la comprensione delle varie proposte quivi illustrate. Bisogna innanzitutto definire cosa si intende per \u201ctecnologie additive\u201d. A fronte di una certa confusione iniziale, \u00e8 stata recentemente pubblicata una norma di validit\u00e0 mondiale, elaborata congiuntamente dagli enti normatori di vari Paesi. Secondo questo documento (denominato ISO\/ASTM52921\u20131 \u201cStandard Terminology for Additive Manufacturing-Coordinate Systems and Test Methodologies\u201d), le tecnologie additive vanno intese come \u201cquei processi che aggregano materiali al fine di creare oggetti partendo dai loro modelli matematici tridimensionali, solitamente per sovrapposizione di layer e procedendo in maniera opposta a quanto avviene nei processi sottrattivi (o ad asportazione di truciolo)\u201d. Come sinonimo di questo termine, \u00e8 spesso utilizzato quello di stampa 3D, molto popolare sui media e nel mondo dei maker e della personal manufacture condotta con macchine low-cost. Il comitato identifica come \u201cstampa 3D\u201d quei processi additivi che realizzano prodotti tramite la deposizione di materiale mediante una testa di stampa, ugelli o altre tecnologie di stampa. Nel passato, molte di queste applicazioni erano contraddistinte dalla definizione di \u201cprototipazione rapida\u201d, ormai obsoleta, dato che con le tecnologie additive vengono sempre pi\u00f9 spesso realizzate parti funzionali e non solo pezzi prototipali\/dimostrativi.<\/p>\n Le sette tecnologie additive<\/strong> Aspetti fondamentali della manifattura additiva<\/strong> Le tecnologie additive rappresentano un\u2019interessante opportunit\u00e0 per il settore manifatturiero, grazie alle loro caratteristiche di versatilit\u00e0, efficienza e libert\u00e0 di design. Per dare modo ai potenziali utilizzatori (e anche a chi gi\u00e0 le impiega) di avere una panoramica sullo stato dell\u2019arte, in questo articolo illustreremo le caratteristiche di una serie di soluzioni. Esse sono state …<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":1245,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[216],"class_list":["post-1244","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-additive-manufacturing","tag-aita"],"openstation_lock":null,"openstation_contributors":[],"openstation_attached_media":[1245],"yoast_head":"\n
\nQueste definizioni vanno a delineare un quadro in cui le stesse tecnologie additive occupano un ruolo complementare a quello delle tradizionali macchine utensili per asportazione e deformazione o, pi\u00f9 in generale, di una serie di beni strumentali correlati ai materiali\/applicazioni elaborati.
\nIn particolare, le tecnologie additive sono utilizzate per produrre modelli fisici, prototipi, componenti, attrezzature e prodotti di vario genere, realizzati in polimeri, metalli, ceramiche e materiali compositi, ma il ventaglio si sta rapidamente allargando a tessuti biologici e composti alimentari quali la pasta o il cioccolato. Questo avviene utilizzando, in linea di massima, sette famiglie di processi:
\nestrusione – il materiale (solitamente polimero), portato allo stato pastoso, \u00e8 distribuito selettivamente mediante un orifizio; questo processo \u00e8 tipicamente usato nelle macchine low-cost per la stampa 3D;
\njetting – \u201cgoccioline\u201d di materiale vengono spruzzate selettivamente per creare i layer di polimeri, cera o metalli;
\nbinder jetting – un agente legante allo stato liquido viene spruzzato su uno strato di polvere (polimerica, ceramica, terre da fonderia, eccetera);
\nsheet lamination – il manufatto si crea mediante l\u2019unione di fogli sagomati (solitamente di carta, ma anche metallici);
\nfotopolimerizzazione – si basa sulla solidificazione selettiva di un polimero liquido mediante radiazioni elettromagnetiche (fornite da un laser o similare); in questa categoria rientra il noto processo di stereolitografia; power bed fusion – un flusso di energia opportunamente concentrato, fornito solitamente da laser o fasci di elettroni, va a fondere localmente uno strato di polvere (metallica o polimerica);
\ndirect energy deposition – un flusso di energia, fornito da un laser, fonde il materiale (tipicamente sotto forma di polvere metallica, convogliata nella zona di lavoro da un apposito erogatore) nel momento in cui esso viene depositato per costituire il pezzo.<\/p>\n
\nOltre alle tecnologie appena menzionate, direttamente impiegate nella produzione dei pezzi, vi sono altri aspetti fondamentali connessi con la manifattura additiva:
\nTecniche di progettazione: il processo di fabbricazione mediante processi additivi trae origine da un modello matematico 3D, teoricamente generabile da un qualsiasi CAD tridimensionale. Tuttavia: la possibilit\u00e0 di generare parti con geometrie virtualmente slegate dai vincoli di \u201cdesign for manufacturing\u201d consente di generare feature geometriche \u201catipiche\u201d per i software tradizionali come, per esempio, strutture trabecolari, foam-like, a nido d\u2019ape, eccetera, che n\u00e9 la progettazione tradizionale n\u00e9 la maggior parte degli strumenti di modellazione sono in grado di gestire efficientemente. Tuttavia, iniziano a essere disponibili strumenti software che, da un lato, permettono di gestire queste problematiche e, dall\u2019altro, di governare le fasi di progettazione integrando la definizione delle geometrie con la simulazione. Si manifesta la necessit\u00e0 di definire linguaggi di descrizione dei modelli che vadano oltre il formato STL (STereo Lithography interface format oppure Standard Triangulation Language) ereditato dalla prototipazione rapida, ma poco adatto a descrivere gli attuali modelli a elevata complessit\u00e0 e poco integrato con i CAD moderni. Vanno rivisti i tradizionali approcci progettuali, al fine di sfruttare i gradi di libert\u00e0 offerti dalla nuova tecnologia. Post-processing: le parti metalliche realizzate mediante tecnologie hanno livelli di finitura e tolleranze geometriche e dimensionali comparabili con quelli ottenibili mediante le tecniche di fonderia tradizionale. Questo richiede una rilavorazione alle macchine utensili che deve essere svolta considerando, da un lato, le caratteristiche dei materiali lavorati (spesso di difficile truciolabilit\u00e0) e, dall\u2019altro, le geometrie non convenzionali permesse dalle tecnologie additive. Inoltre, in alcune applicazioni \u00e8 necessario svolgere post-trattamenti per migliorare le caratteristiche metallografiche e meccaniche del manufatto. Caratterizzazione dei processi: necessaria sia per attivit\u00e0 \u201cin-process\u201d che garantiscano una costanza qualitativa dei manufatti generati (specie quando questi andranno a svolgere compiti \u201cmission critical\u201d come nel racing, nell\u2019aerospaziale o nel biomedicale) sia per caratterizzare i materiali entranti ed uscenti dal processo.
\nGenerazione delle materie prime: il costo, la disponibilit\u00e0 e le qualit\u00e0 possono influenzare le performance tecnologiche ed economiche dei processi.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"