Una Nuova Era nella Produzione
La Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) è un potente processo di produzione additiva che utilizza laser e materiali in polvere per creare intricati oggetti tridimensionali. Con la sua capacità di produrre geometrie complesse utilizzando una vasta gamma di materiali, la SLS è diventato una tecnologia chiave in vari settori. Le sue applicazioni spaziano dalla prototipazione rapida alla produzione personalizzata, dall’industria automobilistica all’aerospaziale.
Tutto inizia con la polvere
A differenza del filamento nella Modellazione a Deposizione Fusa (FDM) o della resina nella Stereolitografia (SLA), il processo di Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) si basa su materiali in polvere. Tipicamente, queste polveri sono polimeri ma possono anche consistere in metalli, ceramiche o compositi. All’interno della stampante 3D, il processo inizia riscaldando la camera del materiale, con temperature che di solito variano da 100°C a 200°C per la maggior parte dei polimeri. Successivamente, un applicatore (lame o rullo) distribuisce uniformemente uno strato sottile di materiale sulla piattaforma di costruzione, creando un letto di polvere.
Scansione e Sinterizzazione Laser
Una volta pronto lo strato di polvere, un laser è indirizzato da uno specchio verso specifiche aree definite nel file CAD, precedentemente convertito (“fettucciato”) in percorsi 2D tramite software. Il laser scandisce selettivamente e “sinterizza” (fonde) il materiale in polvere, aggiungendo l’energia necessaria che lo solidifica e gli conferisce la forma desiderata. Il controllo preciso del laser consente alle particelle di fondersi insieme mantenendo l’integrità della struttura complessiva, con la polvere circostante che agisce come supporto.
Costruzione Strato per Strato
Dopo che il primo strato è stampato, la piattaforma di costruzione viene abbassata e uno nuovo strato di polvere viene applicato dai serbatoi di polvere sullo strato precedentemente sinterizzato. Il processo si ripete, con il laser che sinterizza ogni nuovo strato basandosi sul modello 3D digitale, costruendo così l’oggetto/i finale/i. Questo approccio di stratificazione additiva consente la creazione di design intricati e complessi che sarebbero difficili da ottenere utilizzando metodi di produzione tradizionali.
Raffreddamento e Post-Processamento
Una volta stampati gli oggetti, vengono lasciati raffreddare all’interno del letto di polvere per garantirne l’integrità strutturale. Dopo il raffreddamento, la torta di polvere può essere estratta. Quindi, la polvere in eccesso e non sinterizzata viene rimossa e gli oggetti finali vengono depolverizzati. A seconda dell’applicazione e della finitura desiderata, possono essere eseguiti passaggi di post-processamento come levigatura, lucidatura o rivestimento per migliorare la qualità superficiale dei pezzi. Sorprendentemente, a seconda del materiale, fino al 90% della polvere non sinterizzata può essere riutilizzata.
Dove viene utilizzato la SLS oggi?
La Sinterizzazione Laser Selettiva trova applicazioni in vari settori grazie alla sua versatilità e alla capacità di produrre parti funzionali. Alcune applicazioni degne di nota includono:
Prototipazione: la SLS consente una prototipazione rapida, consentendo agli ingegneri e ai designer di iterare rapidamente e perfezionare i loro progetti, riducendo i cicli di sviluppo del prodotto.
Produzione Personalizzata: con la flessibilità di creare design complessi e personalizzati, la SLS è utilizzato per produrre prodotti medici personalizzati e prodotti di consumo unici.
Aerospaziale e Automobilistico: la SLS è utilizzato nei settori aerospaziale e automobilistico per produrre componenti leggeri ma robusti con geometrie intricate, riducendo il peso complessivo e migliorando l’efficienza.
Attrezzature e Fissaggi: la SLS è impiegato per la produzione di attrezzi e gabariti utilizzati nei processi di produzione, offrendo soluzioni economiche e temporaneamente efficienti.
In definitiva
La Sinterizzazione Laser Selettiva è un notevole processo di produzione additiva che ha rivoluzionato il modo in cui vengono creati gli oggetti tridimensionali. Scegliendo selettivamente materiali in polvere fuso strato dopo strato, la SLS consente la produzione di pezzi complessi e funzionali in vari settori. Comprendere il processo SLS e le sue applicazioni permette alle aziende e agli individui di esplorare le possibilità di questa tecnologia innovativa e sfruttarne i vantaggi per le proprie esigenze specifiche.
Il caso di TI Fluid Systems
Rivoluzione nell’Industria Automobilistica attraverso la Sinterizzazione Laser Selettiva
Con una storia che abbraccia oltre un secolo di innovazione e con 28.000 dipendenti in 29 paesi, TI Fluid Systems si erge come uno dei pilastri dell’industria automobilistica. La specializzazione nell’avanzamento dei sistemi di trasporto fluidi e nei sistemi di distribuzione, presenti in oltre due terzi dei veicoli globali, conferma la loro leadership senza eguali.
Innovazione dalla Polonia
A Bielsko-Biała, in Polonia, si trova una delle 114 filiali di TI Fluid Systems, dove Paweł Pułtorak è stato capo del dipartimento di design negli ultimi 18 anni. Sotto la sua guida illuminata, il dipartimento di design ha abbracciato con gradualità le tecnologie additive, integrandole nei processi di ricerca e sviluppo.
“La stampa 3D è uno strumento molto importante per supportare il lavoro degli ingegneri nel dipartimento di design”, afferma Pułtorak. “Con questi metodi avanzati di produzione, il team è in grado di ridurre i costi di produzione e il tempo di commercializzazione”
La SLS al Servizio della Precisione e dell’Efficienza
«L’uso principale delle stampe 3D è quello di verificare la forma e la geometria degli elementi progettati prima di realizzare lo stampo per iniezione e avviare la produzione in serie», spiega Pułtorak. A causa delle elevate esigenze per i prototipi nel settore automobilistico, l’azienda ha deciso di investire in un sistema di sinterizzazione laser selettiva (SLS) Sintratec S2. “Altre tecnologie non ci permettevano di stampare componenti così precisi come fa l’SLS”, afferma Pułtorak. Con il robusto materiale Sintratec PA12 in particolare, gli ingegneri possono coprire la maggior parte delle esigenze di prototipazione dell’azienda.
Una vasta gamma di applicazioni
Oltre ai prototipi, il Sintratec S2 è un compagno quotidiano, in grado di fornire un’analisi approfondita degli assemblaggi e servendo durante test funzionali e riunioni di progetto. Alloggiamenti, attrezzi, pezzi di lavoro e ricambi diventano realtà attraverso questa tecnologia avanzata.
Precisione e resistenza combinate
“Ciò che ci piace di più del sistema Sintratec S2 è la precisione degli elementi stampati in 3D”, sottolinea Pułtorak. Per il dipartimento di design di TI Fluid Systems, la precisione e la resistenza di questi componenti giocano un ruolo cruciale nei loro sforzi di sviluppo. Dopo oltre due anni di utilizzo, i benefici economici del Sintratec S2 sono diventati evidenti. “La macchina è sicuramente un buon investimento”, riassume Paweł Pułtorak.
