Gli istituti di ricerca e le aziende della Bassa Sassonia stanno sviluppando congiuntamente una stampante 3D in grado di produrre componenti in acciaio di diverse tonnellate

Componenti per scatole di ingranaggi marini dalla stampante 3D

Gli istituti di ricerca e le aziende della Bassa Sassonia stanno sviluppando congiuntamente una stampante 3D in grado di produrre componenti in acciaio di diverse tonnellate. In futuro, i componenti per gli alloggiamenti degli attrezzi marini arriveranno dalla stampante 3D anziché dalla fonderia. Rispetto al casting, la stampa 3D conserva le risorse. I ricercatori ritengono che sia necessario un materiale significativamente inferiore.

I cambi delle navi di grandi dimensioni sono unici. La fusione delle parti dell’alloggiamento richiede quindi stampi appositamente realizzati. Se i componenti sono fabbricati in modo additivo, ovvero stampati anziché stampati, le singole forme non sono richieste. Il peso delle singole parti può anche essere ridotto, poiché durante la stampa sono possibili design diversi rispetto alla fusione. Ad esempio, possono essere introdotte cavità o strutture a nido d’ape. L’alloggiamento degli ingranaggi in acciaio della stampante 3D dovrebbe quindi pesare un massimo di 10 tonnellate – se viene lanciato, raggiunge un peso di 13 tonnellate.

È necessaria un’enorme camera di pressione per fabbricare le parti dell’alloggiamento del cambio pesante. L’interno della stampante 3D, che gli istituti di ricerca e le aziende della Bassa Sassonia vogliono sviluppare insieme, deve essere lungo sei metri, largo tre e alto un metro e mezzo. Ciò rende la stampante grande quasi quanto un container.

Quando stampano le parti della custodia in acciaio, i ricercatori del Laser Zentrum Hannover eV (LZH) si affidano alla saldatura ad arco assistita da laser. In questo processo di produzione additiva, il filo di acciaio viene fuso e saldato tra loro strato dopo strato. L’obiettivo della ricerca è applicare fino a cinque chilogrammi di acciaio all’ora.

Per garantire la qualità dei componenti, gli ingegneri dell’Istituto per la produzione integrata di Hannover (IPH) gGmbH sviluppano una tecnologia di misurazione in linea. Ciò consente di identificare e correggere gli errori durante la stampa. Per questo, il processo di stampa è costantemente monitorato; se necessario, i parametri di stampa vengono regolati automaticamente nel processo. Ad esempio, se è stato applicato troppo materiale in un passaggio, è possibile applicarne meno nel passaggio successivo o viceversa. Poiché una parte del materiale è ancora calda durante la stampa e una parte è già raffreddata, la deformazione del materiale può provocare deformazioni durante il raffreddamento. “Questo è un ostacolo che vogliamo superare”, afferma Ake Kriwall, che si occupa dello sviluppo della tecnologia di misurazione presso l’IPH insieme all’ingegnere di progetto Dominik Melcher.

Oltre all’IPH, altre quattro società e istituti sono coinvolti nel progetto di ricerca. Il progetto è gestito da REINTJES GmbH, un produttore di attrezzi marini che prevede di utilizzare la stampa 3D per la fabbricazione di prodotti di grandi dimensioni in futuro. EILHAUER Maschinenbau GmbH rileva la costruzione dell’impianto della stampante 3D XXL, il Laser Zentrum Hannover eV (LZH) si occupa della saldatura ad arco laser assistita e TEWISS – Technik und Wissen GmbH è responsabile della costruzione e del controllo della testina di stampa.

Il progetto “Produzione efficiente in termini di risorse energetiche e di prodotti su larga scala attraverso la produzione additiva utilizzando l’esempio delle custodie per attrezzi marini (stampa XXL3D)” è finanziato dal Ministero federale dell’economia e dell’energia (BMWi). Il progetto durerà fino alla fine del 2021.

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