Titomic la nuova stampante 3D in metallo e al suo esclusivo processo di stampa 3D di Kinetic Fusion

Titomic offre uno sguardo da vicino alla nuova stampante 3D in metallo e al suo esclusivo processo di stampa 3D di Kinetic Fusion

Meno di un anno fa, la società di stampa 3D industriale australiana Titomic ha introdotto per la prima volta il suo innovativo processo di fusione cinetica . Da allora, l’azienda è stata impegnata a commercializzare la tecnologia con vari MOU  e altri accordi ed è stata in grado di ottenere brevetti per Kinetic Fusion sia in Australia che negli Stati Uniti . Tutte queste attività sono culminate a maggio, con la notizia che la società aveva introdotto una nuova stampante 3D in metallo , che si dice sia la più grande e più veloce del mondo. Ora, il mondo sta finalmente dando un’occhiata più da vicino alla nuova macchina di Titomic … e alla sua tecnologia unica.

Jeffrey Lang, direttore fondatore e CTO di Titomic, ha dichiarato al mensile dei produttori: “Stiamo sfidando il nucleo tradizionale della produzione.

“Mentre la maggior parte dei processi di stampa dei metalli utilizza un laser a fascio di elettroni per fondere il metallo, non c’è alcuna fusione nel nostro processo. Pertanto non ci sono distorsioni legate al calore e i materiali mantengono le loro proprietà.

“Ciò significa anche che non siamo limitati dalle dimensioni. Poiché i metalli di fusione nei processi di stampa 3D convenzionali li inducono ad ossidarsi, la convenzionale stampa 3D dei metalli deve avvenire all’interno di una camera a vuoto. La mancanza di fusione nel nostro processo significa che non siamo limitati dalle dimensioni. ”
Il processo di fusione cinetica di Titomic comprende un braccio robotico a 6 assi che spruzza particelle di titanio in polvere su un’impalcatura a velocità supersoniche.
La nuova stampante 3D in metallo di Titomic ha un’area di costruzione lunga 9 metri e larga 3 me alta 1,5 m, sebbene non sia vincolata alle dimensioni della cabina e non richieda schermatura del gas. Il processo Kinetic Fusion dell’azienda spruzza particelle di titanio in polvere a velocità supersoniche di circa 1 km al secondo, utilizzando un braccio robotico a 6 assi, su un’impalcatura. Queste particelle si muovono così velocemente che quando si scontrano sullo scaffold si fondono meccanicamente per produrre enormi forme 3D portanti.

Kinetic Fusion è anche molto più veloce di altre forme di stampa 3D.

“A seconda della complessità delle parti metalliche, possiamo depositare tra 20-45 chilogrammi di metallo all’ora. Questo è solo con una testa di spruzzo. Stiamo lavorando su un nuovo sistema in cui possiamo gestire una serie di robot che collegano robot multi-testa. Ciò consentirebbe di depositare fino a 200 chilogrammi di materiale all’ora “, ha detto Lang.

“Per metterlo in prospettiva, le normali stampanti 3D possono solitamente depositare circa un chilogrammo in 20 ore. Quindi stiamo davvero portando volume nel mercato della produzione additiva “.
Stampante in metallo 3D di Titomic.
Questa tecnologia unica derivava da uno studio del Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ( CSIRO ), in un momento in cui il governo del paese stava cercando di sfruttare le sue risorse di titanio.

“Il governo federale ha fatto un IndustryFOCUS includendo il lancio di rivestimenti su studi di jet nel 2007 con questa idea che, mentre l’Australia non è una grande risorsa di titanio, abbiamo una grande quantità di sabbie minerali che contengono titanio”, ha spiegato Lang. “Il governo voleva trovare il modo di utilizzare quella risorsa invece di venderla, come facciamo sempre in Australia.

“Sono stato invitato a far parte del progetto e guardare ai modi in cui potremmo usare grandi volumi di polvere di titanio. Abbiamo iniziato a pensare a come sviluppare la polvere di titanio da quella vasta risorsa e costruire intorno a sé un’intera industria “.
Lang e i suoi colleghi stavano scoprendo che gli attuali metodi AM erano troppo restrittivi per progetti su scala industriale … e poi hanno trovato il processo di rivestimento a spruzzo a freddo, sviluppato in Russia 30 anni fa per rivestimenti metallici di alto livello per motori aerospaziali; il metodo è stato utilizzato anche in Asia per fabbricare padelle di alta qualità con basi rivestite in rame e fornelli per riso antigraffio.

Lang ha detto: “Ciò che nessuno aveva realizzato erano le potenziali applicazioni del processo nella produzione additiva.

“Non abbiamo trovato scienziati che possano spiegare chiaramente la teoria alla base del processo, ma la tecnica è attualmente in fase di revisione presso i laboratori dell’esercito negli Stati Uniti. L’esercito americano ha già convalidato il processo per fare riparazioni di alluminio sulle ali degli aerei, ecc. Ci sono anche un paio di grandi aziende globali che usano la tecnologia per applicazioni di difesa “.
Titomic fondatore e CTO, Jeffrey Lang, e Titomic chairman, Philip Vafiadis, in occasione del lancio della stampante 3D di Titomic a Melbourne.
Insieme al professor Richard Fox, Lang iniziò a lavorare su come costruire un oggetto 3D incorporando spray freddo su un’impalcatura, ei due co-inventori chiesero che CSIRO brevettasse e autorizzasse l’innovativa tecnologia a Force Industries, la sua società di articoli sportivi compositi. Così, Titomic è stata fondata quattro anni fa e detiene i diritti esclusivi per commercializzare il processo proprietario.

“Questi sono tempi eccitanti. Abbiamo avviato l’intero progetto con l’idea di sviluppare capacità sovrane per l’Australia “, ha affermato Lang. “Ma la tecnologia non giova a un solo paese. Si tratta di assicurare un futuro migliore per tutta l’umanità e le generazioni future su questo pianeta. ”
La tecnologia deve passare attraverso un processo di convalida prima di essere utilizzata in settori come l’aerospaziale, ma l’azienda sta lavorando anche a parti di stampa 3D per altri settori, come la difesa, le attrezzature sportive , l’industria mineraria e la costruzione navale .

“L’industria navale sta attualmente utilizzando tecnologie vecchie di 50 anni. Negli ultimi anni non è cambiato molto in quell’area “, ha spiegato Lang. “La nostra macchina può essere installata su un sistema gantry per rivestire l’intero scafo della nave. Ciò mostra la scala significativa di ciò che possiamo fare. ”
La tecnologia non è strettamente limitata alla stampa 3D e potrebbe essere utilizzata per creare materiali compositi avanzati fondendo insieme materiali dissimili o nel rivestimento senza cuciture di grandi parti industriali.

“Probabilmente il vantaggio più eccitante del processo Titomic Kinetic Fusion è che ci consente di fondere materiali dissimili che non potrebbero essere fusi in nessun altro modo”, ha affermato Lang. “Questo ci mette all’avanguardia dei nuovi materiali intelligenti che possono essere specificamente progettati per diversi componenti e parti.”
Lang crede che i primi utilizzatori di qualsiasi settore, ma in particolare l’industria aerospaziale, possano risparmiare tempo e spreco di materiale con il suo Kinetic Fusion, oltre a ottenere un vantaggio competitivo. Il settore aeronautico è uno dei maggiori clienti di prodotti in lega di titanio e, secondo Lang, Airbus , uno dei più grandi fan della stampa 3D nel settore, perde ogni giorno 50 tonnellate di titanio grezzo per produrre solo 8 tonnellate di parti tradizionalmente fabbricate … una perdita di materiale di circa il 90%.

“Se potessimo produrre quelle parti come componenti di forma netta, cioè creare la forma finale della parte e quindi aggiungere solo un po ‘di peso in più al materiale su di essa, potremmo ridurre il tempo di lavorazione in alcuni casi di 80 per cento, “disse Lang.

“Non stiamo dicendo che questa tecnologia possa essere avviata immediatamente e sostituire l’attuale processo aerospaziale. Ma il nostro processo è attualmente uno dei processi più significativi che quelle aziende aerospaziali stanno guardando. Abbiamo trovato soluzioni aggiuntive per rimuovere una piccola quantità di porosità per raggiungere il grado aerospaziale.

“Per uno dei componenti aerospaziali, che può arrivare fino a $ 4 milioni di costi, possiamo ridurre i tempi di produzione da 200 ore a 6 ore.”
Ecco perché Titomic sta attualmente lavorando con alcune società aerospaziali di livello 1 che sono interessate allo sviluppo di parti in fibra di carbonio con una struttura centrale in titanio.

Tuttavia, Lang afferma anche che, mentre il titanio per la stampa 3D è utile per la produzione di parti complesse, il prezzo alla fine inizierà ad aumentare e corrispondere ai metodi convenzionali di produzione.

“I costi dell’azoto e dell’elettricità per far funzionare le macchine non sono molto alti,” ha affermato Lang. “La nostra maggiore limitazione dei costi al momento è il costo delle polveri metalliche. La polvere di titanio può essere proibitiva per i settori ad alto volume e basso valore. ”
Ma, mentre continuiamo a sviluppare più applicazioni per il titanio e la domanda aumenta, egli ritiene che il costo diminuirà.

“Quando ripensi a 150 anni fa, il materiale più costoso al mondo era l’alluminio. E ora sono solo $ 2-3 al chilogrammo “, ha detto Lang. “Le cose cambiano in base alla domanda. La domanda di polvere di titanio in Australia non è stata grande fino a quando Titomic non è arrivato. Ora siamo nella posizione in cui garantiamo la catena di approvvigionamento da fornitori più grandi “.

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