Siamo stati a Bentivoglio, a pochi chilometri da Bologna, una piccola cittadina di poco più di cinquemila abitanti, per seguire il Workshop Desktop Metal “into the deep” dedicato alle tecnologie di stampa 3D con materiali metallici. Il workshop è stato organizzato da Energy Group che nello specifico si occupa della commercializzazione e non solo, dei marchi Stratasys, Makerbot, Formlabs e Desktop Metal.

Desktop Metal: l’azienda

Desktop Metal stampa 3d produttore Desktop Metal ha sede a Burlington, in Massachusetts. La compagnia è stata fondata nel 2015 con l’intento di creare soluzioni di additive manufacturing con materiali metallici che prevedano la riduzione dei costi e dei tempi di produzione rispetto sistemi di produzione additiva in commercio. L’ambizioso obiettivo di Desktop Metal è stato supportato fin dalla nascita a suon di milioni di dollari (al momento già 200) da parte di partners di tutto rispetto. Citiamo tra i tanti Google Venture, BMW Group, GE, Lowe’s, NEA, Kleiner Perkins Caufield & Byers, Lux Capital, Saudi Aramco, e Stratasys. In quanto all’attendibilità delle risorse tecniche del gruppo basti pensare che uno dei fondatori di DM è Ely Sachs, professore dell’MIT ed inventore del sistema di stampa 3D binder jet. Ma allo stato attuale, a circa tre anni dal lancio della sfida, qual’è lo stato dell’arte? Abbiamo visto da vicino per voi il sistema DM Studio System.

Stampa 3d dei metalli: la tecnologia Desktop Metal

Le attuali tecnologie di additive manufacturing in relazione alla produzione di parti o modelli in metallo (metal additive manufacturing), passano attraverso l’utilizzo di sistemi a polvere che necessitano di importanti misure di sicurezza per la salute degli operatori. Inserire un sistema di stampa 3d a polveri in un ufficio di progettazione sarebbe veramente molto complesso e costoso. A tutto ciò sembra aver pensato Desktop Metal con il nuovo sistema di stampa 3d per metalli: Desktop Metal Studio System.

Desktop Metal DM Studio System

Desktop Metal Studio System stampante 3dLa soluzione Studio System di Desktop Metal si prefigge tre obiettivi primari:

  • l’eliminazione della realizzazione di complessi sistemi industriali per la prototipazione rapida a vantaggio di sistemi desktop da poter utilizzare in totale sicurezza all’interno degli ambienti di lavoro.
  • semplificazione dei processi di stampa secondo un sistema di produzione che non renda necessario l’ausilio di operatori macchina
  • maggiore versatilità del processo di prototipazione grazie all’utilizzo di centinaia di materiali di stampa differenti (leghe metalliche).

Desktop Metal: come funziona

L’intero sistema di produzione Studio System di Desktop Metal, è composto da 3 unità operative dedicate alle diverse fasi di produzione additiva: stampante, debinder e forno.

Stampante 3d Desktop Metal

La stampante in se, sembra non essere altro che un sistema di stampa 3D FDM alimentato con “stecche” di materiale metallico piuttosto che con filamento in bobina. In realtà gli elementi sono composti da un blend di cera e polvere di metallo in un rapporto pari a 40/60 circa (ogni materiale è caratterizzato da specifiche percentuali).

Stusio System stampa 3d metalliIl materiale estruso si deposita strato su strato partendo dal piano di lavoro fino al completamento della geometria all’interno di un volume di stampa di 300x200x200mm. La velocità di stampa dichiarata è di 16cm3/hr con una risoluzione massima di 50um. Il modello 3D realizzato – denominato GREEN – è composto in questa prima fase, da polvere di metallo e cera. Il sistema è stato brevettato sotto il nome di Bound Metal Deposition™ (BMD).

 

Debinder desktop metal Studio System

Desktop Metal Studio System: Debinder

L’unità di “lavaggio” debinder, è necessaria alla rimozione del materiale polimerico dal green ottenuto con la stampa FDM. L’operazione avviene attraverso l’immersione in un fluido proprietario. Il fluido di “lavaggio” viene recuperato e può essere riutilizzato per i cicli successivi. Alla fine del processo, la maggior parte della cera di supporto dovrebbe essere eliminata e il modello 3D sarà composto da una struttura a poro aperto di materiale metallico pronto per il processo di sinterizzazione.

Unità Forno di Desktop Metal Studio System

La fase finale del processo di stampa avviene attraverso il passaggio nell’unità per la sinterizzazione delle polveri metalliche. L’oggetto viene trattato ad alte temperature fino alla realizzazione dell’oggetto finito all’interno di un vero e proprio forno capace di raggiungere una temperatura massima di 1400°.

Desktop Metal forno Studio SystemDesktop Metal assicura una distribuzione uniforme delle temperature sui prototipi sia in fase di riscaldamento sia di raffreddamento. Le dimensioni ridotte del sistema di sinterizzazione permettono la collocazione della fornace in un qualsiasi ufficio.

 

Stampante Desktop Metal: Materiali di stampa Studio System

 

Stampa 3d metalli materiali Desktop MetalUno degli aspetti che rendono ancora più interessante il progetto Desktop Metal è sicuramente quello legato ai materiali di stampa. Al momento sono in fase di sviluppo più di 30 materiali differenti (Elenco di tutti i materiali metallici in fase di sviluppo).

Se teniamo conto del fatto che stiamo parlando di leghe metalliche, non sono affatto pochi. In quanto ai materiali di supporto vengono utilizzate delle stecche in ceramica. Grazie a questa soluzione si potrà agire in post produzione senza l’ausilio di tool specifici. Secondo quanto dichiarato dalla Casa madre, basterà utilizzare le dita per rimuovere i supporti di stampa.

Metallo stampanti 3dIn quanto alla sostituzione dei materiali potrete agire cambiando una semplice cartuccia all’interno della quale sono contenute le stecche di materiale ceramico o metallico. Nel caso in cui vogliate passare ad un materiale differente rispetto a quello in uso, sarà necessario sostituire l’intero corpo estrusore. Ad oggi i materiali disponibili sono 6: 

  • 17- 4PH acciaio inossidabile per resistenza e resistenza alla corrosione
  • AISI 4140 lega ad alta resistenza e durezza
  • 316 L Acciaio inossidabile (alte temperature)
  • Rame conduttività elettrica e termica
  • Inconel 625 superlega a base di nichel-cromo
  • H13 acciaio con ottime caratteristiche di durezza e resistenza all’abrasione a temperature elevate

Se siete interessati a conoscere tutti i principali materiali di stampa 3D con metallo e non solo, potete consultare la sezione dedicata ai materiali per la stampa 3D.

 

Software per Desktop Metal Studio System

Il sistema Studio System è dotato di software proprietario per la gestione di tutte le operazioni di stampa. Dalla messa in tavola ai supporti alle impostazioni inerenti la definizione delle caratteristiche fisiche dei modelli. Nella gestione software rientrano anche tutti i processi di post produzione. Naturalmente tutto gira su cloud al fine di poter gestire con estrema semplicità i flussi di lavoro in team.

 

Prezzo stampante 3d Studio System di Desktop Metal

Il costo dell’intero sistema Studio System di Desktop Metal è di 120 mila dollari. L’investimento comprende la stampante 3D, l’unità debinder e la fornace. Al momento è possibile prenotare le prime unità che saranno commercializzate solamente all’inizio del 2019. Desktop Metal stampante 3d per metalli

Stampante 3d Desktop Metal Studio System – Conclusioni

Le nostre aspettative erano alte in relazione alla possibilità di poter provare un vero e proprio sistema office-friendly per la stampa dei metalli ma purtroppo non abbiamo visto le macchine in azione. Su carta, il sistema sembra essere uno strumento valido ed affidabile per gli studi di progettazione ed i reparti di ricerca e sviluppo. A differenza degli altri sistemi di stampa 3D con metallo, Desktop Metal propone infatti una soluzione molto più easy non solo dal punto di vista della gestione (stiamo parlando di un vero e proprio sistema plug and play), ma anche per ciò che concerne le normative sulla sicurezza legate all’utilizzo di polveri metalliche. Secondo Desktop Metal inoltre il sistema a regime produrrà modelli con costi dieci volte minori rispetto ai sistemi laser. Siamo certi che presto avremo la possibilità di provare la potenza e la versatilità delle stampanti Desktop Metal con test che sapranno mettere in risalto i pregi della Bound Metal Deposition™ (BMD). Restate connessi per avere aggiornamenti sui prossimi sviluppi. Se siete interessati alle tecnologia di stampa 3d con metalli potete leggere questo articolo oppure vedere da vicino un sistema di stampa 3D per metalli molto simile prodotto da Markforged: Metal X con tecnologia ADAM

 

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