La Direct Metal Laser Sintering (Dmls) è una tecnologia avanzata di stampa 3D su metallo che consente la realizzazione di componenti metallici complessi con alta precisione. Rispetto alle lavorazioni Cnc tradizionali, il Dmls offre il vantaggio di creare geometrie intricate, come canali interni e strutture reticolari, che sarebbero impossibili o molto costose da ottenere con il Cnc. Inoltre, consente di ridurre il peso delle parti e ottimizzare l’uso dei materiali. Questa tecnologia è particolarmente apprezzata nei settori automobilistico, aerospaziale e biomedicale: dalle pale di turbine ai manifold di raffreddamento, dai blocchi motore personalizzati agli impianti ortopedici, fino alle componenti di design. Tuttavia, per sfruttare al massimo il potenziale di questa tecnologia, è essenziale evitare alcuni errori comuni nella fase di progettazione e produzione.
La sinterizzazione laser diretta di metalli (Dmls), nota anche come Direct Metal Laser Melting (Dmlm), può creare parti complesse utilizzando un’ampia gamma di materiali, dall’alluminio all’acciaio inossidabile o alle leghe di nichel come l’Inconel. Xometry spiega come funziona il processo.
Di seguito, analizziamo alcuni degli errori più diffusi:
1 Uso eccessivo o scorretto delle strutture di supporto
Nella stampa Dmls, ogni strato stampato dipende dagli strati precedenti per mantenere la stabilità. Geometrie complesse, come superfici inclinate, archi o sbalzi, richiedono strutture di supporto per evitare deformazioni. Tuttavia, l’uso eccessivo di supporti aumenta il consumo di materiale, i tempi di costruzione e i costi di post-elaborazione.
Regola pratica: Progettare con angoli autoportanti superiori ai 45° per ridurre l’uso dei supporti. Utilizzare angoli inferiori a 30° con aggiunta di raccordi o smussi negli angoli.
Fornire supporti adeguati per superfici orizzontali, grandi fori e sbalzi per evitare movimenti durante la stampa.
2 Spessori di parete incoerenti o insufficienti
Lo spessore delle pareti in stampa 3D varia in base al materiale e all’orientamento della parte. Pareti più spesse migliorano l’integrità strutturale, ma devono essere progettate correttamente per evitare fragilità.
Regola pratica: Mantenere uno spessore minimo di 0,8 mm per ridurre il rischio di rottura. Per pareti non supportate, usare uno spessore di almeno 1,2 mm per garantire stabilità e accuratezza.
3 Progettare sbalzi troppo ampi senza supporti
Gli sbalzi sono variazioni improvvise nella geometria di una parte e possono causare deformazioni se non adeguatamente supportati.
Regola pratica: Aggiungere supporti per sbalzi superiori a 0,5 mm o con angoli superiori ai 45°. Integrare raccordi o smussi per ridurre il bisogno di supporti aggiuntivi.
4 Canali e fori interni mal progettati
Il Dmls consente di creare canali e fori interni complessi, ideali per funzioni come il raffreddamento uniforme delle parti. Tuttavia, devono essere progettati con attenzione per evitare distorsioni.
Regola pratica: Limitare i diametri dei canali a 8 mm e utilizzare forme a goccia per migliorare la finitura superficiale. Fori con diametro superiore a 6 mm potrebbero richiedere supporti o un’orientazione diversa durante la stampa.
5 Creazione di ponti con campate troppo lunghe
I ponti sono superfici piatte sostenute da due o più elementi, e se troppo lunghi possono compromettere la qualità della superficie inferiore.
Regola pratica: Limitare la lunghezza dei ponti non supportati a 2 mm per mantenere l’integrità strutturale. Per campate più lunghe, aggiungere supporti o considerare una leggera curvatura.
6 Dettagli troppo sottili o stretti
Gli elementi come pin e colonne sottili possono essere fragili e soggetti a rottura durante la stampa.
Regola pratica: Progettare pin con un diametro minimo di 1 mm per garantire la stabilità strutturale.
7 Distanza insufficiente tra le caratteristiche
In Dmls, il calore del laser crea una piscina di fusione leggermente più grande del diametro del laser stesso, il che può far fondere parti troppo vicine tra loro.
Regola pratica: Mantenere una distanza minima di 0,5 mm tra le caratteristiche per evitare fusioni accidentali.
8 Mancanza di fori di evacuazione nelle parti cave
Progettare parti cave riduce il consumo di materiale e il peso, ma è fondamentale includere fori di evacuazione per rimuovere la polvere non sinterizzata.
Regola pratica: Prevedere fori di evacuazione con un diametro di 2-5 mm per facilitare la rimozione della polvere.
9 Dettagli in rilievo o incisi troppo piccoli
Per garantire che i dettagli in rilievo o incisi siano visibili, è necessario progettarli con dimensioni adeguate.
Regola pratica: Progettare dettagli in rilievo con un’altezza minima di 0,3 mm e dettagli incisi con una profondità minima di 0,5 mm per mantenere la visibilità.
Conclusioni
La stampa 3D in metallo mediante Dmls offre innumerevoli possibilità per la produzione di parti complesse e ad alte prestazioni, ma richiede un’attenta progettazione per evitare errori comuni. Seguire queste regole pratiche non solo migliorerà la qualità delle parti prodotte, ma ridurrà anche i costi di produzione e i tempi di post-processo, contribuendo a sfruttare appieno il potenziale di questa tecnologia.
