La produzione additiva richiede la competenza degli specialisti dei polveri

La stampa 3D industriale – anche chiamata produzione additiva o generativa – continua a guadagnare rapidamente importanza. Nuovi ambiti applicativi stanno emergendo, lo sviluppo dei materiali e l'ottimizzazione dei processi avanzano costantemente. Molti dei materiali impiegati in questo settore sono in forma di polvere e richiedono, durante la produzione, il controllo di qualità, la lavorazione e la logistica, le competenze di specialisti in polveri. Il loro forum di innovazione è la fiera di riferimento per polveri, granuli e materiali sfusi POWTECH, che quest'anno si svolge dal 30 settembre al 1 ottobre 2020 come edizione speciale a Norimberga. Con un concept adattato alle conseguenze globali del COVID-19, l'edizione speciale di POWTECH di quest'anno si concentra sul trasferimento di conoscenze – tra cui il tema della stampa 3D.

Il Rapid Prototyping, ovvero la costruzione di modelli dimostrativi e funzionali, ha rappresentato l'origine della produzione additiva. Il vantaggio decisivo – la riduzione di tutti i tempi di ciclo dalla sviluppo del prodotto alla produzione e al lancio sul mercato – ha aperto a questa tecnologia le porte alla produzione in serie. La personalizzazione senza problemi dei prodotti o anche l'integrazione di ulteriori funzioni avviene così in tempi più brevi e a costi inferiori. La produzione additiva offre alle aziende un'opportunità eccezionale di differenziarsi dalla concorrenza, di agire più rapidamente e di produrre in modo più sostenibile.

Il metodo di produzione si è ormai diffuso in molti settori. Esso apre nuove possibilità sia in ambiti complessi come Healthcare, Automotive & Mobilità o Aerospaziale, sia in mercati di massa come Lifestyle & beni di consumo o produzione & industria. L'obiettivo principale è sempre quello di differenziarsi attraverso la stampa 3D industriale e di rimanere competitivi per il futuro.

20 istituti formano un'alleanza per la produzione generativa

Per ottimizzare la complessa varietà di questa tecnologia di produzione innovativa, è stata creata l'alleanza Fraunhofer "Generative Manufacturing". Essa integra venti istituti Fraunhofer in tutta la Germania, che si occupano – concentrandosi sui temi di ricerca di materiali, tecnologia, ingegneria, qualità e software & simulazione – della tematica della produzione additiva. Rappresentano così l'intera catena di processo.

La ricerca sui materiali fornisce risposte alle attuali domande nei settori energia, salute, mobilità, tecnologie dell'informazione e della comunicazione, oltre che nell'edilizia e nell'abitare. Materiali leggeri moderni riducono i costi e l'energia, le microcelle a combustibile ceramiche alimentano dispositivi elettronici e nuovi materiali derivati da risorse rinnovabili alleggeriscono l'ambiente. Nell'ambito della produzione additiva, gli istituti dell'alleanza si concentrano sui seguenti materiali:

-Metalli – acciai, titanio e alluminio
- Ceramiche – ossidi, carburi, silicati e ceramiche bioattive
- Plastici – polimeri e materiali termoplastici

Polveri metalliche, ceramiche e polimeriche vengono utilizzate direttamente o incorporate in filamenti come materie prime per la maggior parte dei processi di produzione additiva. La loro morfologia e composizione influenzano non solo la lavorabilità durante il processo di produzione, ma anche le caratteristiche finali dei componenti. Come base per nuovi prodotti innovativi e per ottimizzare i processi di produzione additiva, l'Istituto Fraunhofer utilizza tecnologie per adattare i materiali in polvere ai processi di produzione e alle caratteristiche del prodotto. A tal fine, i materiali in polvere vengono rivestiti con uno strato sottile mediante deposizione fisica da fase vapore (PVD) o deposizione a strato atomico (ALD). A seconda del materiale di rivestimento utilizzato, si possono indirizzare diverse funzioni. Ad esempio, il rivestimento può essere usato per microlegare le polveri metalliche, ottimizzando specificamente proprietà critiche come la tendenza a crepe, la duttilità, ecc. È anche possibile aumentare significativamente la fluidità, consentendo di lavorare polveri molto agglomerate. Inoltre, si può regolare la conducibilità elettrica delle polveri – e quindi del componente finale – e migliorare la resistenza alla corrosione. Sviluppi futuri mirano, ad esempio, alla deposizione di sottili rivestimenti duri, che aprono nuove possibilità per lo sviluppo dei materiali. È inoltre in corso il potenziamento della scala di produzione per consentire un'implementazione industriale.

Inoltre, l'alleanza Fraunhofer Generative Manufacturing offre materiali personalizzati per applicazioni specifiche, singoli processi e intere catene di processo – anche considerando tecnologie convenzionali.

Edizione speciale POWTECH 2020: Networking sicuro

La fiera specializzata POWTECH offre agli esperti delle industrie di processo e anche agli ingegneri che puntano sulla tecnologia futura della produzione additiva o generativa l'ambiente ideale per uno scambio di informazioni, dalla analisi delle particelle fino alle fasi principali del processo di miscelazione, setacciatura, separazione e classificazione, fino ai temi della dosatura di polveri, stoccaggio e logistica delle polveri. Vengono inoltre presentate soluzioni per la depolverizzazione di polveri metalliche. La presente edizione si concentra, in seguito agli effetti globali della pandemia di COVID-19, in modo particolare sulla trasmissione di conoscenze. Il cuore dell'edizione speciale POWTECH sono i forum tecnici, realizzati in due padiglioni fieristici nel rispetto di tutte le normative di sicurezza. La mostra collaterale offre a tutti gli espositori l'opportunità di presentare le proprie innovazioni in modo efficiente e attraente. Progetti di stand predefiniti e ampi spazi per incontri garantiscono il rispetto di tutte le norme igieniche e di sicurezza. Alcune parti del programma tecnico saranno disponibili online anche dopo l'evento per i partecipanti.