Produzione di metalli basata sulla litografia

Il processo

La Lithography‑based Metal Manufacturing (LMM) è un processo per la produzione di componenti metallici di piccole dimensioni e ad alta precisione. In questo processo, il materiale di partenza, costituito da una miscela di polvere metallica e fotopolimero, viene immagazzinato in un contenitore per il materiale. A temperatura ambiente, la miscela presenta una consistenza “simile al burro”.

Quando viene riscaldata, diventa liquida e può essere applicata in modo uniforme e in strati sottili sulla piattaforma di costruzione mediante una lama di rivestimento riscaldata. Successivamente, il materiale viene esposto localmente tramite un proiettore e il fotopolimero si indurisce nelle aree illuminate.

Questo processo viene ripetuto strato dopo strato fino alla formazione di un semilavorato verde (green part). Per rimuovere il semilavorato verde dal blocco di materiale, quest’ultimo viene riscaldato a circa 50 °C, facendo fondere e defluire il materiale non esposto. La miscela di materiale defluita può essere riutilizzata per ulteriori processi di stampa senza perdite.

La rimozione termica del legante (debinding) del fotopolimero e la sinterizzazione dei componenti vengono eseguite in un processo a due fasi. I componenti sinterizzati risultano circa il 20 % più piccoli rispetto al semilavorato verde stampato; il fattore esatto di ritiro da sinterizzazione dipende dalla composizione del materiale utilizzato e presenta un’elevata riproducibilità.

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Vantaggi

Massima risoluzione senza effetti di distorsione dei bordi
Tolleranze ridotte
Produzione di componenti a parete sottile e sensibili alla deformazione
Elevata qualità superficiale
Ridotta necessità di rilavorazioni
Superfici uniformi su tutti i lati
Nessuna struttura di supporto necessaria
Giunzione di assiemi durante il processo di sinterizzazione

Il processo LMM in applicazione

I principali vantaggi della tecnologia LMM risiedono soprattutto nell’elevata risoluzione e precisione, nonché nell’ottima qualità superficiale, che consentono di realizzare componenti piccoli, complessi e filigranati con un livello di qualità precedentemente irraggiungibile. Inoltre, la tecnologia LMM non richiede strutture di supporto e i componenti possono essere disposti tridimensionalmente nello spazio di costruzione.

I componenti realizzati con LMM presentano un’elevata qualità della geometria finale e della superficie, permettendo di ridurre al minimo le rilavorazioni complesse e costose. Il processo LMM consente la produzione di piccole quantità, un alto numero di varianti e quindi un’elevata flessibilità dello spettro dei componenti, senza costi di magazzino.

Oltre alle applicazioni diffuse nella prototipazione e nella produzione di pezzi unici, i processi di produzione additiva basati sulla sinterizzazione offriranno sempre più spesso un’alternativa ai metodi di produzione convenzionali nei settori dell’aerospazio, della tecnologia medicale e della gioielleria per quantità medio‑piccole. Un ulteriore ambito di applicazione è la costruzione di utensili, dove i metodi tradizionali risultano relativamente costosi a causa dell’elevata complessità e dei bassi volumi produttivi.

Informazioni tecniche

Dimensioni massime del componente: 70 × 45 × 100 mm
Risoluzione laterale: 35 µm
Spessore dello strato: 10 – 60 µm
Velocità di costruzione fino a 250 strati/ora
Velocità di costruzione fino a 100 cm³/ora

Limitazioni

Non adatto a componenti di medie e grandi dimensioni