Fusione del letto di polvere laser (LPBF) | MakerVerse

La fusione laser a letto di polvere (LPBF) è la principale tecnologia di produzione additiva per i metalli. Nel processo LPBF, un laser ad alta potenza fonde e fonde selettivamente la polvere di metallo per formare ogni strato del pezzo.

Il laser fonde selettivamente regioni specifiche del letto di polvere in base al progetto digitale, consentendo un controllo preciso della geometria del pezzo. Mentre il processo costruisce il pezzo strato per strato, il laser viene utilizzato per fondere gli strati, consentendo la creazione di caratteristiche interne intricate e geometrie complesse.

Parti metalliche realizzate con la tecnologia di stampa 3d LPBF

Come funziona LPBF

La fusione laser a letto di polvere è nota anche come fusione laser selettiva (SLM) o sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS). Il processo inizia con l'applicazione uniforme del materiale in polvere in uno strato sottile (10-200µm) sulla piastra di costruzione trattandola con un coater.

Rispetto ad altre tecnologie di produzione additiva, l'LPBF offre una risoluzione e proprietà dei materiali superiori per le parti metalliche. A differenza dei metodi di produzione tradizionali, come lo stampaggio a iniezione, che richiedono attrezzature costose e sono limitati nella produzione di forme complesse, l'LPBF consente tempi rapidi e la fabbricazione di componenti altamente intricati e leggeri senza i vincoli di stampi o matrici.

Il materiale viene poi fuso selettivamente da un raggio laser focalizzato. Una volta completato questo processo, la piattaforma di costruzione viene abbassata e il processo viene ripetuto.

In questo modo si creano tracce di fusione adiacenti, che insieme formano uno strato. LPBF consente di produrre parti complesse che non possono essere realizzate con i metodi di produzione tradizionali. Uno dei principali vantaggi di questa tecnologia di produzione additiva è che non sono necessari strumenti aggiuntivi, il che la rende efficiente dal punto di vista dei costi. Inoltre, la polvere e i trucioli inutilizzati possono essere riutilizzati, con conseguente riduzione dei prodotti di scarto come i trucioli.

Il processo utilizza un laser ad alta precisione per fondere e fondere selettivamente la polvere metallica, costruendo i pezzi strato per strato. Il processo inizia con l'applicazione di un sottile strato di polvere sulla piattaforma di costruzione all'interno di una camera di costruzione controllata. Il laser fonde quindi la polvere secondo il progetto digitale. Una volta completato ogni strato, la piattaforma si abbassa e viene steso un nuovo strato di polvere.

Questo ciclo si ripete fino alla completa formazione del pezzo, consentendo la creazione di geometrie complesse con eccellenti proprietà meccaniche. Grazie a questa precisione e dettaglio, l'LPBF è ideale per la produzione di prototipi funzionali e pezzi finali ad alte prestazioni, senza la necessità di utensili tradizionali.

Le strutture di supporto vengono utilizzate secondo le necessità, consentendo di realizzare sporgenze e caratteristiche complesse che non sono possibili con i metodi sottrattivi. I parametri di processo, come la potenza del laser, la velocità di scansione e la densità di energia, vengono regolati con precisione per garantire la qualità del pezzo e la microstruttura ottimale.

Un altro vantaggio dell'LPBF è l'efficienza della polvere: la polvere non utilizzata può essere setacciata e riutilizzata, riducendo gli sprechi di materiale. Ogni lavoro di stampa viene attentamente monitorato durante tutto il processo per garantire l'accuratezza dimensionale e l'integrità del pezzo.

Come funziona - Il processo di fusione a letto di polvere laser LPBF

Casi d'uso di LPBF

In quanto tecnologia leader nella produzione additiva di metalli, LPBF è utilizzato da molti settori della piattaforma MakerVerse, tra cui quello automobilistico, energetico e altri. L'LPBF è spesso integrato nel processo di produzione complessivo, consentendo una transizione senza soluzione di continuità dal progetto al pezzo finito. Svolge un ruolo cruciale all'interno di processi produttivi e di fabbricazione più ampi, supportando flussi di lavoro efficienti e ottenendo risultati di alta qualità. L'LPBF è anche uno dei numerosi processi di fabbricazione additiva disponibili per la produzione di parti metalliche, che offre vantaggi unici in termini di precisione e complessità.

Questa tecnologia è ugualmente adatta per la produzione di prototipi funzionali e di pezzi finali ingegnerizzati, grazie alla ampia gamma di opzioni di materiali e vari metalli - come titanio, alluminio, acciaio inossidabile, superleghe e cobalto-cromo - che possono essere utilizzati con l'LPBF.

LPBF in cifre

Dimensione massima
500 mm x 500 mm x 500 mm (standard)

Tempi di consegna

A partire da 12 giorni
Spessore minimo della parete
0,8 mm (a seconda della geometria) 
Precisione dimensionale
+/- 0,3 % con un minimo di ∓0,3 mm 

Caratteristica principale: Parti sovradimensionate

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Mentre la dimensione standard per i pezzi LPBF è solitamente di 500 mm nella dimensione più lunga, noi offriamo stampanti LPBF all'avanguardia che possono raggiungere 1,5 metri nella dimensione più lunga. Grazie a queste capacità, è possibile esplorare applicazioni completamente nuove nella prototipazione, nei ricambi e nella produzione in serie.

Scoprite come potete andare ben oltre le dimensioni standard normalmente disponibili

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Sonde di emissione per turbine a gas realizzate per Siemens Energy con LPBF, saldatura e lavorazione.

Lavorare con MakerVerse e sfruttare il loro ampio ecosistema per supportare i requisiti delle parti su richiesta ci ha permesso di essere più reattivi e agili.

Quan Lac

Vicepresidente della produzione additiva di Siemens Energy

Approvvigionamento di parti LPBF di qualità industriale

MakerVerse vi offre la possibilità di procurarvi i pezzi su richiesta. Potete ottenere preventivi immediati e ordinare rapidamente i pezzi con la produzione on-demand. Per gli ordini più impegnativi, il nostro team di esperti lavorerà a stretto contatto con voi per sviluppare, mettere a punto e monitorare un piano di qualità della produzione dall'inizio alla fine.  

Produzione su richiesta

  • Preventivi istantanei e controlli DFM entro 24 ore
  • Tempi di consegna brevi
  • Effettuazione dell'ordine veloce e intuitive

Ordini di produzione

  • Supporto competente dall'inizio alla fine
  • Piano completo di produzione e qualità
  • Qualità garantita secondo specifiche richieste

Opzioni di post-elaborazione per parti LPBF

Trattati con il calore

Attraverso il riscaldamento e il raffreddamento controllati dei componenti, le proprietà del materiale possono essere adattate in modo specifico alle singole applicazioni.

Verniciatura

Ulteriore vernice viene applicata al componente stampato, spesso utilizzando un sistema di verniciatura a spruzzo professionale. Prima di questa fase, viene eseguita un'accurata pulizia e un lavoro di verniciatura trasparente per soddisfare i più elevati standard di qualità.

Lavorato a CNC

Le opzioni di post-elaborazione CNC includono tornitura, fresatura, foratura e altro ancora. I vantaggi includono stabilità dimensionale, bassa rugosità superficiale e flessibilità per soddisfare le esigenze specifiche del cliente.

Levigato

Nel processo di levigatura il componente plastico viene trattato attraverso una reazione chimica. Lo strato superiore del componente viene sciolto in un bagno di soluzione utilizzando un mezzo, ottenendo una superficie estremamente liscia. 

Levigatura a vibrazione

In questo processo i componenti vengono lavorati in un contenitore con mezzi abrasivi, dove vengono sbavati, macinati finemente e lucidati mediante vibrazione o rotazione del contenitore. 

Sabbiato

Un mezzo abrasivo viene applicato al componente ad alta pressione. Utilizzando diversi materiali (ad esempio corindone, sabbia o perle di vetro) è possibile eseguire rifiniture sia funzionali (ottenendo una certa rugosità superficiale) che ottiche (lucidatura della superficie).

Materiali LPBF disponibili

La tecnologia LPBF supporta una vasta gamma di polveri metalliche, tra cui il titanio, l'alluminio, l'acciaio inossidabile e il cobalto-cromo, ognuna delle quali offre vantaggi unici per diverse applicazioni industriali. Le proprietà meccaniche dei pezzi lavorati con LPBF sono determinate da diversi fattori, come la composizione chimica del materiale in polvere, la dimensione e la distribuzione delle particelle di polvere e i parametri di lavorazione specifici utilizzati durante la produzione.

Le particelle di polvere tipiche per LPBF hanno una dimensione compresa tra 10 e 100 micrometri e lo spessore dello strato può essere regolato da 10 a 200 micrometri per bilanciare la qualità della superficie e la velocità di costruzione. Parametri critici come la densità di energia, la velocità di scansione e lo spessore dello strato di polvere influenzano direttamente la microstruttura, la densità e la resistenza alla corrosione del pezzo finale. I componenti lavorati con LPBF sono noti per l'elevata densità e le eccellenti proprietà meccaniche, che li rendono adatti ad ambienti difficili come quelli aerospaziali, automobilistici e degli impianti medici. Durante il processo di produzione sono spesso necessarie strutture di supporto per stabilizzare i pezzi e garantire una corretta adesione alla piastra di costruzione, soprattutto quando si producono geometrie complesse. Grazie all'attento controllo di queste variabili, LPBF fornisce pezzi con qualità superficiale e prestazioni superiori, adatti alle esigenze delle applicazioni industriali avanzate.


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