Si può stampare in 3D il metallo?

La stampa 3D è passata dalla stereolitografia iniziale alla sinterizzazione laser selettiva e alla fusione a fascio elettronico. La tecnologia si è diversificata dalla stampa 3D della plastica ai metalli, alle ceramiche e ai materiali biocompatibili. Le tecnologie tradizionali non possono fornire geometrie multidimensionali e qualità di materiali come la stampa 3D dei metalli. La sinterizzazione laser diretta di metalli, il Binder Jetting e la Deposizione diretta di energia possono stampare il metallo in 3D. Ogni tecnica controlla la microstruttura, la porosità e la post-elaborazione in modo diverso. Espande le capacità aeronautiche, medicinali e automobilistiche.

Che cos'è la stampa 3D del metallo?

La fusione laser selettiva o la fusione a fascio di elettroni è utilizzata nella stampa 3D del metallo o nella produzione additiva. Le polveri metalliche vengono fuse strato per strato utilizzando laser ad alta energia o fasci di elettroni. A differenza dei polimeri FDM o SLALa stampa 3D del metallo richiede il controllo dei gradienti termici per evitare la deformazione e le sollecitazioni residue dovute all'elevato punto di fusione e alle velocità di raffreddamento del metallo.

L'AM del metallo produce parti con elevata resistenza meccanica, densità e geometrie che i vecchi metodi sottrattivi non riescono a gestire. Nel settore aerospaziale, crea pale di turbine leggere e a basso consumo di carburante. Nel settore sanitario, gli impianti in titanio personalizzati sfruttano la sua biocompatibilità e la precisione di montaggio. Nel settore automobilistico, facilita la prototipazione e la produzione rapida di componenti del motore.

Il processo: Dal design al metallo

I file STL per la stampa 3D convertono i progetti CAD in superfici triangolate per la fabbricazione strato per strato. Le tecnologie di scansione e stampa 3D, compresi gli scanner laser o a luce strutturata, acquisiscono le geometrie per il reverse engineering o la stampa 3D personalizzata del metallo per ottimizzare la precisione del pezzo prima della stampa. Per la stampa del metallo, le macchine fondono selettivamente le polveri metalliche con un laser. È necessario un controllo rigoroso della potenza del laser, della velocità di scansione e della spaziatura dei fori per gestire le sollecitazioni termiche e la porosità. Quindi, la scelta di una macchina per la stampa 3D in metallo è fondamentale. Le variazioni nella densità di energia e nell'atmosfera di costruzione influenzano la qualità metallurgica per la stabilità dimensionale e meccanica.

Applicazioni del metallo stampato in 3D

Gioielli Macchina per la stampa 3D della cera

I gioielli stampati in 3D iniziano con una "macchina per la stampa di cera 3D di gioielli" che fabbrica modelli in cera. Utilizzano la produzione additiva per realizzare prototipi in cera precisi al micron. La fusione a cera persa fonde il modello in cera in uno stampo dopo la stampa. Lo stampo del pezzo finito riceve oro, argento o platino fusi. Crea disegni composti e personalizzati che sarebbero difficili da realizzare a mano.

Figurine e sculture stampate in 3D

Gli artisti si stanno rivolgendo alla stampa 3D in metallo per riguardo alla stampa 3D di statuette e sculture, sfruttando l'esattezza e il coinvolgimento che offre. L'acciaio inossidabile, il titanio o il bronzo vengono stratificati nella Sinterizzazione Laser Diretta dei Metalli o nella Fusione Laser Selettiva. Consentono agli artisti di generare sculture contorte e durevoli che catturano dettagli raffinati senza i limiti della fusione tradizionale. Molto popolari nella cultura pop, queste statuette stampate in 3D soddisfano un'elevata domanda di oggetti da collezione e fondono l'arte digitale con l'artigianato fisico in piccoli lotti o in edizioni limitate.

Pistole stampate in 3D e polemiche

Le pistole stampate in 3D hanno suscitato notevoli controversie quando si utilizza la stampa 3D SLM in metallo. A differenza delle repliche in plastica, le pistole stampate in 3D in metallo sono robuste e possono resistere a pressioni elevate dei proiettili, facendole sembrare armi da fuoco tradizionali. I file STL di stampa 3D, le cianografie digitali, sono liberamente condivisi online, creando problemi legali ed etici rispetto alle armi non tracciabili prodotte privatamente. Molti governi sono alle prese con i quadri normativi; la produzione di armi funzionali aggira le restrizioni convenzionali sulle armi da fuoco.

Novità e disegni folli nella stampa su metallo

Disegni di stampa 3D folli, divertenti e fantastici

La stampa 3D del metallo consente agli hobbisti di espandere la creatività con la forma e la funzione. Ad esempio, gli artisti realizzano strutture reticolari e oggetti surreali, tra cui bottiglie di Klein impossibili da realizzare, utilizzando la sinterizzazione laser diretta del metallo. Gli appassionati hanno anche stampato chitarre in metallo in miniatura completamente funzionali e sculture assurde che combinano usi pratici e umorismo, come apribottiglie in metallo a forma di animali o oggetti di uso quotidiano. Con la stampa multiasse, creano progetti di stampa 3D divertenti e folli, con una post-elaborazione trascurabile, per un'estetica che fonde l'arte con la novità meccanica.

Stampa 3D della sfera dell'ingranaggio

Gli appassionati hanno creato degli assemblaggi meccanici metallici come il Stampa 3D palla dentata con ingranaggi rotanti interconnessi. Sono progettati con un software CAD e ogni ingranaggio si ingrana per un movimento sincronizzato quando viene ruotato. Con il metallo stampato in 3D, l'Inconel e il titanio forniscono l'integrità strutturale, in modo che la sfera sopporti sollecitazioni elevate. Grazie alla precisione dello strato per strato deposizione di metalloLe tolleranze della sfera dell'ingranaggio sono abbastanza strette da funzionare senza regolazioni post-assemblaggio. Questo dimostra quanto sia diventata affidabile la stampa 3D del metallo per gli oggetti meccanici.

Prodotti in metallo decorati e goffrati

Le stampanti di metallo possono produrre superfici con motivi nuovi, da strutture reticolari a texture personalizzate. Ad esempio, i disegni in rilievo possono essere applicati alle parti in metallo con dettaglio, controllando i parametri del laser in DMLS o EBM. Nella tecnologia della moda, i modelli di metallo stampati in 3D possono essere impressi su tessuti o direttamente in componenti metallici personalizzati per cinturini di orologi con motivi o disegni di "magliette stampate in rilievo in 3D" per migliorare l'aspetto e la funzionalità delle parti metalliche indossabili. La precisione consente di avere dettagli di livello micro, impossibili con la lavorazione tradizionale.

Oltre il metallo: Altre tecnologie di stampa 3D

Macchina per la stampa di magliette 3D

Una macchina per la stampa di magliette in 3D utilizza le tecnologie a getto d'inchiostro e di trasferimento termico per stratificare pigmenti o inchiostri tessili sul tessuto in un processo controllato a più fasi. La macchina segue la superficie del substrato per penetrare nelle fibre. Si differenzia dall'incollaggio superficiale nella stampa 3D del metallo. Grazie alla maggiore adesione dell'inchiostro, il processo consente gradienti di precisione, profondità nel design e miscele di colori più vivaci. È più sostenibile perché riduce l'utilizzo di acqua e i materiali di scarto.

Macchina per la stampa delle unghie 3D

Una macchina per la stampa delle unghie stampa 3D sostenibile precisione nei cosmetici con tecniche di micro-jetting per stratificare l'inchiostro sulle superfici delle unghie. Tali dispositivi integrano sistemi di imaging in tempo reale per mappare l'esatta curvatura dell'unghia per l'allineamento del design. A differenza della stampa 3D del metallo, che utilizza la fusione o la sinterizzazione, la stampa delle unghie utilizza la polimerizzazione UV per indurire ogni strato di inchiostri gel o lacca formulati. La sfida consiste nel mantenere dettagli precisi su una superficie piccola e curva. Ricordiamo che richiede un posizionamento adattivo degli ugelli e una tecnologia di polimerizzazione UV ultraveloce.

Macchina da stampa a parete UV 3D

Una macchina da stampa a parete UV 3D utilizza la tecnologia a getto d'inchiostro per stampare immagini ad alta risoluzione su pareti verticali. Si differenzia dalla costruzione di oggetti in metallo con stampa 3D. La luce UV solidifica l'inchiostro al momento della deposizione per evitare sbavature per le finiture. Le macchine possono stampare su superfici irregolari o strutturate utilizzando sensori che regolano la distanza della testina di stampa. L'ostacolo è garantire l'adesione dell'inchiostro sui materiali, dall'intonaco al cemento, senza perdere la nitidezza dell'immagine.

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