Fraunhofer Institute un sistema di serraggio e referenziazione per una lavorazione più veloce di componenti stampate in 3d

copyright: © Fraunhofer ILT, Aachen, Germany

Fraunhofer Institute: nuovo sistema di serraggio e di riferimento per una lavorazione più rapida di componenti fabbricati in modo aggiuntivo

Con i processi di produzione additiva, i componenti complessi e personalizzati possono essere fabbricati in modo particolarmente flessibile. La fusione laser a letto di polvere, o L-PBF per abbreviazione di Laser Powder Bed Fusion, viene sempre più utilizzata, ad esempio, nella produzione di componenti di turbomacchine o nella tecnologia medica. Tuttavia, la catena del processo di produzione è tutt’altro che efficiente; questo è particolarmente vero quando il pezzo deve essere elaborato in modo convenzionale. Al fine di semplificare la referenziazione tra le singole fasi della catena di processo L-PBF e migliorare l’accuratezza del trattamento, un team di ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per la tecnologia di produzione IPT di Aquisgrana ha sviluppato un sistema di serraggio e referenziazione nel progetto »GenChain« È stato richiesto un brevetto.

Un pezzo L-PBF è costruito su una cosiddetta piastra di supporto. Con il nuovo sistema di serraggio e di riferimento, i pezzi L-PBF possono ora essere ulteriormente lavorati su macchine convenzionali senza dover essere precedentemente staccati dalla piastra del substrato mediante processi meccanici come segatura o elettroerosione a filo per essere poi fissati in un sistema di serraggio. L’allentamento comporta sempre il rischio che il componente si deformi a causa di sollecitazioni interne. Inoltre, l’esatto riferimento e il bloccaggio su macchine convenzionali è tanto più difficile quanto più complessa è la geometria di un componente.

La piastra di supporto riutilizzabile consente un bloccaggio e un riferimento più rapidi
Il nuovo sistema si basa su una piastra di supporto riutilizzabile, rivestita in ceramica, realizzata in acciaio ad alta temperatura, in cui sono incorporati perni cilindrici con un diametro di cinque millimetri. I perni vengono utilizzati per collegare il componente alla piastra di supporto e possono essere spostati e allentati singolarmente. A differenza delle tradizionali piastre di supporto, il rivestimento ceramico impedisce che i primi strati di accumulo del pezzo vengano applicati direttamente al sistema di bloccaggio. Dopo che la costruzione strato per strato è stata completata, il pezzo può essere semplicemente trasportato alla fase di lavoro successiva sulla piastra di supporto. La referenziazione e il serraggio del sistema di piastre di supporto viene eseguito automaticamente da un sistema di serraggio a punto zero sul lato inferiore. Dopo aver terminato il lavoro, i perni di collegamento vengono semplicemente allentati.

Il sistema di serraggio a punto zero è il primo a standardizzare il processo di serraggio e riferimento in tutta la catena di processo. Lo sforzo per rimuovere il pezzo è ridotto, riducendo così i tempi di inattività e aumentando il grado di automazione nella produzione. Se ci sono sollecitazioni residue nel componente, i perni di collegamento possono essere allentati dopo la produzione di L-PBF al fine di consentire la deformazione del componente e prevenire rotture. Le successive fasi di lavorazione possono quindi essere eseguite senza stress residuo.

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Il sistema brevettato dovrebbe essere utilizzato per ulteriori sviluppi dell’L-PBF
Il team di sviluppo di Fraunhofer IPT ha ora richiesto un brevetto per la tecnologia della piastra di supporto. Per migliorare ulteriormente il sistema e aprire nuovi campi di applicazione, gli scienziati stanno già pianificando i prossimi progetti di ricerca: ad esempio, il team sta ora analizzando la resistenza di connessione tra i perni cilindrici e il pezzo in lavorazione L-PBF mediante prove di trazione e taglio. Gli esperimenti con diversi materiali in polvere e l’analisi delle diverse strutture a ponte della forma base L-PBF, nonché l’integrazione delle cartucce di riscaldamento tra gli elementi di collegamento dovrebbero migliorare ulteriormente la qualità dei pezzi L-PBF in futuro.

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