Se stai cercando di produrre una parte, ci sono innumerevoli percorsi e processi da esplorare, ognuno con i propri vantaggi e insidie. Quando si lavora in un settore come la produzione additiva in metallo (AM), può essere più facile tracciare distinzioni tra nuove tecnologie e forme più tradizionali di produzione come fusione, brasatura e saldatura, perché i processi sono estremamente diversi.
Tuttavia, il mondo del metal AM non è un monolite. Esistono numerosi punti di distinzione che definiscono la soluzione di ciascuna stampante, ma sfortunatamente molte di queste distinzioni vengono trascurate se si considera la stampa 3D in metallo un settore in cui i nomi dei marchi cambiano ma la tecnologia rimane la stessa.
In Velo3D, siamo specializzati in una soluzione AM in metallo avanzata che ha superato le tecnologie AM convenzionali. Questo marchio Velo3D di AM avanzato è reso possibile dalla confluenza di progressi hardware e software di nuova generazione che si basano sui punti deboli di quei sistemi AM convenzionali; uno di questi progressi è il rivestimento senza contatto di Velo3D.
In questo articolo vedremo come l'approccio di Velo3D alla tecnologia di rivestimento si distingue dai sistemi AM convenzionali e cosa significa un rivestimento senza contatto, in particolare se abbinato agli altri progressi di Velo3D nella tecnologia AM, per garantire la qualità delle parti.
La funzione delle lame del recoater
Metal AM, in particolare la sua forma di fusione a letto di polvere, funziona attraverso la fusione precisa della lega in polvere per saldarsi in un substrato denso. All'interno di una stampante 3D in metallo (che ha un'atmosfera inerte e calibrata con precisione), un recoater deposita uno strato di polvere sottile come il diametro di un capello umano. Questo sottile strato di polvere viene quindi fuso con precisione dai laser formando minuscole pozze di fusione, che si raffreddano e si solidificano in materiale solido. Il recoater quindi ripassa iterativamente sul piano di costruzione, strato dopo strato, aggiungendo ogni volta più polvere di materia prima. Man mano che ogni strato viene densificato, si fondono insieme per creare una parte da zero.
Dove i recoater possono sbagliare e come possono essere migliorati
Durante il processo AM in metallo, trasformiamo rapidamente il metallo da polvere a liquido e quindi a solido denso. Questa è molta evoluzione in un breve lasso di tempo.
Quando si formano pozze di fusione, funzionano come la maggior parte dei liquidi; hanno una propensione a cupola come il menisco su un bicchiere d'acqua. Quando il bagno di fusione si solidifica, il menisco una volta liquido è ora un materiale solido a cupola e, a seconda delle dimensioni del bagno di fusione, può essere una significativa sporgenza di metallo solido. Le sporgenze, naturalmente, possono anche verificarsi a causa della macro-deformazione del materiale solido. Questo è comune con un supporto insufficiente di determinate geometrie e può sporgere di grandezza maggiore rispetto alle sporgenze del pool di fusione.
Un recoater che passa sulla superficie, strato dopo strato, lavora a stretto contatto con il piano di costruzione; di nuovo, all'incirca il diametro di una ciocca di capelli. Nei vecchi sistemi AM in metallo, se il rivestimento incontra una di queste sporgenze, potrebbe "saltare" su di essa, continuando a distribuire uno strato di polvere sul substrato. L'area vicino a questo "luppolo" riceverà probabilmente una quantità eccessiva di polvere, che potrebbe essere troppo spessa perché il laser possa fondersi, lasciando porosità nella parte. Inoltre, quando salta su una sporgenza, la lama del rivestimento può anche subire dei danni alla sua parte inferiore, il che potrebbe influire sulla sua funzionalità in futuro.
Questi "scontri" tra recoater non sono così drammatici come suggerisce il nome; non è come se il recoater si schiantasse contro la parte come un'auto contro un muro di crash test. Piuttosto, sottili deviazioni che i tradizionali applicatori di rivestimento non riescono ad accogliere, e che possono portare a incoerenze e porosità nella struttura di una parte.
Velo3D ha aperto la strada a ciò che è noto come ricopertura senza contatto. Consentendo alla lama un po' più di distanza dalla piastra di costruzione, Sapphire le stampanti mitigano il rischio di contatto quando si formano sporgenze, senza sacrificare la precisa consistenza dell'altezza dello strato del letto di polvere. Mentre il recoater senza contatto è una parte essenziale del processo di stampa, è la tecnologia che lo circonda che rende Velo3D un sistema AM avanzato.
Lo scenario peggiore per uno scontro tra recoater
In uno scenario di stampa tutt'altro che ideale come quello delineato sopra, in cui il verniciatore salta su una sporgenza, creando spessori incoerenti o porosità nella parte, la preoccupazione non è una costruzione fallita. Se una parte è difettosa e la costruzione non ha successo, gli ingegneri possono ricalibrare la macchina, ricominciare da capo e sperare in risultati migliori la volta successiva.
La vera preoccupazione è se la costruzione è completata e la parte risultante è piena di errori non rilevati a livello fondamentale. Questa parte può passare attraverso una costosa post-elaborazione e farsi strada in un motore o in qualche altra macchina e poi fallire perché non era buona fin dall'inizio. Questo è lo scenario peggiore in assoluto di uno scontro tra recoater in un sistema AM in metallo legacy. Non è una build fallita, ma una build riuscita di una parte fallita.
In che modo Velo3D supera il guasto del recoater
Mentre il recoater senza contatto di Velo3D è importante per mitigare gli scontri, dove la tecnologia brilla è nel suo monitoraggio del processo in situ. All'interno di Velo3D Sapphire stampanti, ogni strato della costruzione è mappato in altezza per rilevare sporgenze e informare l'operatore. Ciò offre agli ingegneri una capacità unica di rilevare rapidamente le anomalie di stampa ed eseguire azioni correttive.
Integrando Assure software di garanzia della qualità nelle stampanti stesse, se dovessero esserci errori all'interno della build, non passeranno inosservati. Il comportamento del metallo prodotto in modo additivo può essere difficile da prevedere. Anche con la tecnologia più avanzata, le cose possono andare storte, tuttavia, con la tecnologia GIUSTA, le anomalie vengono catturate candidamente, segnalate in modo esplicito e consegnate senza problemi all'utente, consentendo una rapida risoluzione dei problemi.
L'AM avanzata in metallo, introdotta per la prima volta da Velo3D, è resa possibile dalla sinergia di hardware di nuova generazione come il recoater senza contatto e il miglior software di monitoraggio del processo come Assure. In molti sistemi AM in metallo legacy, il fallimento non è necessariamente nel modo in cui una parte è costruita, è nel fatto che quella qualità non può essere garantita. Velo3D evita queste insidie per garantire una costruzione di qualità più e più volte.
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