Il mondo della produzione a volte può sembrare impenetrabile. Per coloro che non hanno una profonda conoscenza del settore, molti dei processi che sono alla base della produzione di parti fondamentali possono essere difficili da comprendere. Anche per chi ha anni di esperienza, può essere difficile tenere il passo con i nuovi progressi nella produzione.
In Velo3D, ci sforziamo sempre di rendere questi progressi accessibili e comprensibili per gli ingegneri e le altre parti interessate che desiderano conoscere le sfumature della produzione di parti additive in metallo. In prima parte di questa serie, abbiamo esplorato cos'è la produzione additiva in metallo (AM) e in seconda parte abbiamo distinto l'AM in metallo da altre forme tradizionali di produzione.
In questa puntata della serie esploreremo l'AM in metallo avanzato, in particolare la soluzione end-to-end sperimentata da Velo3D: come funziona e come si pone in contrasto con i sistemi AM convenzionali.
Semplificazione del processo di progettazione
Una delle principali sfide che vincola le soluzioni AM convenzionali è il processo di progettazione. Affinché una stampante AM produca una parte, la parte deve essere formattata in un linguaggio comprensibile alla stampante. Sfortunatamente, non è così semplice come caricare un file e premere semplicemente "stampa".
Tradizionalmente, le parti vengono progettate utilizzando file CAD (Computer-Aided Design). Con i sistemi AM convenzionali, questi file CAD vengono caricati e quindi tradotti o "tagliati" in strati di file STL discreti che indicano alla stampante come costruire la parte.
Sebbene questo processo possa sembrare innocuo, la realtà è che questo processo di traduzione non sempre mantiene intatto l'intento progettuale originale. Questo compromesso fa parte di ciò che è noto come Design for Additive Manufacturing (DfAM) e nei sistemi AM convenzionali, il processo DfAM spesso significa apportare drastiche riduzioni alla complessità della parte, che alla fine compromette l'intento originale del progetto.
L'avanzata soluzione AM in metallo di Velo3D gestisce questo processo in modo diverso, consentendo agli utenti di caricare file CAD nativi sul suo Flow™ software di prestampa senza suddividerli in centinaia di file STL come fanno i sistemi AM convenzionali. Ribaltando il processo DfAM convenzionale, Flow™ può creare file per la stampa che conservano una complessità significativamente maggiore e preservano l'intento originale del progetto.
E perché Flow™ è integrato nell'hardware di stampa di Velo3D, non ci sono problemi con le parti stampate come previsto. Eventuali problemi di progettazione che potrebbero minacciare la fattibilità della stampa possono essere facilmente regolati all'interno del file Flow™ applicando elementi di design collaudati con il clic di un pulsante da un catalogo di ricette all'interno del software. Questo approccio semplificato e intuitivo alla traduzione CAD è rivoluzionario nello spazio AM in metallo.
Un sistema di stampa di nuova generazione
Con i file di progettazione tradotti e ottimizzati per la stampa, il processo di produzione può iniziare. Per Velo3D e altre soluzioni AM, il processo di stampa viene eseguito attraverso un processo noto come fusione laser a letto di polvere (LPBF).
Affinché LPBF abbia successo, inizia con condizioni ambientali controllate con precisione all'interno della camera di costruzione. Eventuali imperfezioni atmosferiche possono comportare la formazione di fessure o altri difetti nel pezzo finito. Il controllo di queste condizioni ambientali può rappresentare una sfida per molte stampanti AM convenzionali. In Velo3D, implementiamo ampi sensori metrologici in situ che monitorano da vicino tutte le condizioni ambientali e possono mettere in pausa la costruzione in tempo reale per regolare se le condizioni possono minacciare la qualità della costruzione.
Con l'ambiente controllato, il fattore successivo è la stampa stessa. In LPBF, sottili strati di polvere metallica vengono depositati sul letto di polvere e riscaldati fino al loro punto di fusione utilizzando laser calibrati con precisione. In molti processi di stampa AM convenzionali, le parti devono essere prodotte utilizzando strutture di supporto per tenere la parte in posizione e tenere conto della deformazione naturale che il metallo subisce durante il processo di riscaldamento e raffreddamento. In Velo3D, la precisione della nostra calibrazione laser consente un processo di stampa che realizza parti di qualità uguale o migliore senza la necessità di ampi supporti. Stampare senza compromessi significa che le parti stampate richiedono meno post-elaborazione, attrezzature e costi.
Durante il processo LPBF, le parti vengono costruite strato per strato dal letto di polvere verso l'alto. Una volta che uno strato è stato steso e riscaldato con precisione usando i laser, un altro strato di polvere viene steso sopra usando una lama di rivestimento. Il processo di ricopertura può rappresentare una sfida per molti sistemi AM convenzionali; mentre la lama attraversa l'aereo, qualsiasi contatto con gli strati correnti può mandare in crash la costruzione. Velo3D ha sviluppato un rivestimento proprietario senza contatto in grado di eliminare il letto di polvere senza rischio di collisione o minaccia per la costruzione.
Cosa succede quando una stampa è completa?
Alla fine, il processo di stampa produce una parte approssimativa, quasi definitiva. Per i sistemi AM convenzionali, tuttavia, la parte difficile è solo l'inizio. Le parti con strutture interne più complesse o pareti sottili richiedono spesso utensili e post-elaborazione estesi, il che significa costi di manodopera e materiale aggiuntivi, nonché tempo.
Grazie alla sinergia del software di prestampa di nuova generazione e dell'hardware senza rivali, Velo3D può ottenere funzionalità di stampa complesse tra cui sporgenze, pareti sottili e canali senza la necessità di supporti. Ciò che significa per gli ingegneri è la libertà all'interno del loro processo di progettazione e la fiducia nel sapere che la loro stampa sarà realizzata secondo le loro specifiche, senza compromessi.
La sfida finale che deve affrontare i produttori è la convalida e la qualificazione. La maggior parte delle industrie ha bisogno di parti che soddisfino severi standard normativi per l'approvazione; e con i sistemi AM convenzionali che in genere significa test e convalida approfonditi una volta completate le fasi di stampa e post-elaborazione.
Come sistema end-to-end, Velo3D integra la reportistica in situ attraverso ogni fase del processo di costruzione, strato dopo strato. Nostro Assure™ monitora da vicino ogni fase della costruzione e crea automaticamente rapporti di costruzione completi che possono essere cruciali nel processo di convalida e qualificazione.
L'abilitazione di tutto quanto sopra è di Velo3D Intelligent Fusion®, che è il processo di fabbricazione sottostante che lega Flow™, Sapphire®e Assure™ in una soluzione completa di produzione end-to-end gestendo le informazioni flow, i dati dei sensori e la tecnologia di stampa avanzata per il controllo di precisione dell'intero processo di stampa 3D in metallo.
La sfida principale che molti settori devono affrontare è fondamentale: come si produce una parte? Ci sono innumerevoli risposte e ogni risposta porta il proprio insieme di vincoli. Mentre l'AM in metallo continua ad evolversi, con Velo3D all'avanguardia dell'innovazione, sta rapidamente diventando uno dei processi più affidabili e ripetibili oggi sul mercato. Attraverso la sinergia end-to-end di software e hardware, Velo3D consente la libertà di progettazione e una produzione di parti coerente e di qualità senza compromessi.
Interessato a iniziare con metal AM? Allungare la mano a uno degli ingegneri esperti di Velo3D oggi.
