È in crescita la popolarità della stampa 3D DED - Direct Energy Deposition, letteralmente deposizione diretta di energia. Questa è destinata alla produzione di oggetti di dimensioni medio-grandi.

La stampa 3D DED, solitamente usata per riparare o aggiungere materiale a componenti già esistenti e di grandi dimensioni, è sempre stata considerata una sorta di saldatura automatizzata e velocizzata. Negli ultimi anni, però, il processo di stampa 3D DED si è evoluto molto. Per questo, è stato rivalutato dai tecnologi di AM che ritengono possa essere considerato un vero processo di additive manufacturing in grado di offrire ottimi risultati. Il DED, infatti, garantisce una grande libertà progettuale e anche la possibilità di aggiungere con precisione materiale solo dove è veramente necessario.

L’innovazione dei progetti DED

ProM Facility, il laboratorio di prototipazione rapida di Trentino Sviluppo, ha accolto la sfida dei prodotti realizzati con tecnologia ibrida che sta prendendo sempre più piede nel mondo delle AM. Ha quindi iniziato a progettare e produrre componenti in metallo. La manifattura ibrida prevede l’integrazione tra le tecnologie DED e quelle più tradizionali di fresatura. Tale connubio è reso possibile dall’impiego dell’innovativa DMG MORI Lasertec 65 3D Hybrid. La macchina ibrida è infatti in grado di lavorare sia apportando polvere di metallo fuso tramite laser, sia asportando materiale tramite lavorazione CNC a 5 assi.

La DMG MORI Lasertec 65 3D Hybrid – che ha un volume di lavoro di 650x650x400 mm e può lavorare pezzi fino a 600 kg – garantisce un’ampia libertà di progettazione e un'elevata accuratezza.

Nello specifico, la macchina utilizzata dai tecnologi del laboratorio di Rovereto è capace di svolgere svariate operazioni, tra cui:

• la costruzione di un componente da zero
• il rivestimento di superfici (cladding)
• la riparazione di oggetti danneggiati
• la combinazione di diverse polveri per ottenere materiali avanzati “Functionally Graded Materials (FGM)” e creare leghe completamente nuove

La nuova era della lavorazione dei materiali

Le industrie hanno bisogno di una vasta gamma di materiali. per questo, ProM Facility sta attualmente lavorando su una ventina di materiali diversi tra loro. Ciò al fine di soddisfare le richieste sempre più esigenti del mercato.

Il laboratorio trentino sta inoltre testando nuove combinazioni di materiali mescolando le polveri tra di loro. in questo modo, dà vita a leghe completamente nuove che spingono i confini della tecnologia DED esistente verso nuovi obiettivi.

A differenza di altre tecnologie, in ProM Facility la materia prima è in forma di polvere metallica. Questo aspetto è fondamentale, perché permette alla stampante 3D di utilizzare materiali difficilmente processabili con altre tecnologie ad oggi note come, ad esempio, il carburo di tungsteno, la stellite o gli acciai per utensili.

Le potenzialità commerciali di materiali avanzati come i Functionally Graded Materials (FGM) coinvolgono molteplici settori industriali. Si tratta di leghe sofisticate la cui composizione e struttura si modifica in maniera graduale durante la stampa, generando a sua volta delle variazioni nelle proprietà dei materiali stessi. I Functionally Graded Materials più comuni incidono sulla tenacità e la lavorabilità del metallo, sulla resistenza al calore, l'usura e l'ossidazione.

Si prospetta quindi una nuova era tutta da scoprire. Qui le nuove tecnologie AM e in particolare il DED porteranno vantaggi anche nei settori più tradizionali dell’industria, come quello della pressofusione e dello stampaggio. I benefici saranno visibili anche in tutte le applicazioni in cui la resistenza, la dissipazione di calore o la resistenza ad usura non sono sufficienti.

I vantaggi della stampa 3D Direct Energy Deposition

È la sperimentazione la stella polare di ProM Facility, il laboratorio di prototipazione rapida di Trentino Sviluppo. L'azienda riesce sempre ad innovare nella manifattura additiva per rispondere a nuovi ed emergenti bisogni di produzione dei settori industriali. La tecnologia DED, in un futuro non troppo lontano, verrà impiegata in molteplici settori, anche molto differenti tra loro. Fra questi anche l’industria manifatturiera, aerospaziale, il settore nautico, l’architettura, l’arte, il lusso. Più in generale, sarà utile in tutti quegli ambiti dove risulta necessario produrre componenti caratterizzati da strutture complesse e composti da più materiali differenti.

La Stampa 3D DED riesce a creare degli oggetti di volume elevato e dalla forma desiderata in poco tempo. Ciò grazie all’elevata velocità di deposizione, passando direttamente dal modello 3D CAD alla produzione finale.

Tra i vantaggi più interessanti che derivano da questa tecnologia innovativa si individuano:

• la riduzione del costo di produzione
• la sostenibilità delle materie prime (si utilizza solo il materiale strettamente necessario)

Il futuro delle AM punta quindi a incrementare la produttività e la competitività dei sistemi industriali, contribuendo ad un’economia meno inquinante e più sicura.

Necessaria una sensibilizzaizone

I progettisti e gli ingegneri di prodotto andranno sensibilizzati verso questa transizione operativa e di pensiero che li porterà a immaginare la realizzazione dei componenti utilizzando un nuovo approccio. La stampa 3D DED risponde in particolare alla necessità di creare pezzi unici, inimmaginabili fino a pochi anni fa, regalando ai designer una libertà di esecuzione sorprendente e accorciando la catena di produzione.