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Catena di processo, varianti di processo e materiali nel dettaglio.

Catena di processo

Dal modello digitale al componente metallico: stampare il pezzo verde, deceraggio (debinding), sinterizzazione, finitura. La forma nasce nella stampa, l'addensamento metallico segue nel forno di sinterizzazione. — Toccare per ingrandire

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Stampa (pezzo verde)

La polvere metallica viene costruita strato dopo strato con un legante a formare il pezzo verde – il componente non ancora sinterizzato e meccanicamente delicato. La quota di legante dipende dal processo di stampa.

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Deceraggio

Il legante viene rimosso, a seconda del processo per via termica, con solvente o per via catalitica. Resta un componente poroso, che mantiene solo una coesione debole.

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Sinterizzazione

A una temperatura dipendente dal materiale e inferiore al punto di fusione, le particelle metalliche si legano, i pori si riducono, il componente si addensa e subisce ritiro – come valore indicativo di circa 15–20 % lineare, non uguale in tutte le direzioni dello spazio.

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Finitura

Lavorare, se necessario, accoppiamenti, filettature e superfici di tenuta; controllare le caratteristiche concordate.

Che cosa accade all'interno del componente: pezzo verde, stato decerato e stato sinterizzato a livello di particelle. Il deceraggio rimuove il legante, la sinterizzazione lega le particelle e riduce il volume dei pori. — Toccare per ingrandire

Pianificare in anticipo il ritiro, esempio di calcolo con 20 per cento di ritiro lineare: un modello di stampa di 125 mm dà un grezzo sinterizzato di 100 mm. Quota di stampa uguale a quota finale divisa per 1 meno la quota di ritiro. — Toccare per ingrandire

Varianti di processo

Tre vie verso il pezzo verde stampato: Binder Jetting, Cold Metal Fusion ed estrusione di materiale. La formatura è diversa, in comune hanno deceraggio e sinterizzazione. — Toccare per ingrandire

Processo	Principio	Caratteristiche tipiche
Binder Jetting	Una testina di stampa applica legante liquido strato dopo strato su un letto di polvere metallica.	I componenti sono sostenuti nel letto di polvere, molti pezzi trovano posto in un unico volume di costruzione. Esempio HP Metal Jet: spessore dello strato 35–140 µm secondo il produttore.
Cold Metal Fusion	Un laser fonde localmente la parte plastica di una polvere composita; il metallo non viene fuso.	Il pezzo verde è relativamente stabile da maneggiare grazie al legante plastico. Valori caratteristici dipendenti dal produttore.
Estrusione di materiale (Metal FFF)	Un filamento o granulato di polvere metallica e legante viene riscaldato e depositato cordone dopo cordone.	Gli sbalzi richiedono, a seconda della geometria, strutture di supporto. Valori caratteristici dipendenti dal produttore.

Lo spessore dello strato non coincide con la risoluzione di dettaglio o la precisione del componente raggiungibili. Queste dipendono inoltre da polvere, legante, risoluzione di stampa nel piano, deceraggio, sinterizzazione e post-lavorazione.

Materiali – esempi dalla famiglia di processi

La tabella mostra materiali che in linea di principio sono lavorabili con processi di stampa basati sulla sinterizzazione. Quali di essi siano effettivamente disponibili per un processo e un fornitore varia – la panoramica non è un programma di fornitura.

Materiale	Tipo	Applicazione tipica
316L	Acciaio inox austenitico	Medicale, alimentare, chimica
17-4PH	Acciaio inox indurente per precipitazione	Aerospaziale, costruzione di macchine
Acciai per utensili	H13, M2 ecc.	Stampi, utensili, parti soggette a usura
Leghe a base di nichel	Inconel 625, 718	Alta temperatura, corrosione
Rame	Rame puro, CuCr	Scambiatori di calore, elettronica
Titanio	Ti6Al4V	Medicale, costruzione leggera

Proprietà raggiungibili

I valori caratteristici dipendono da materiale, processo di stampa, conduzione del processo e componente. Non esistono numeri validi in generale per tutti i materiali; i valori vincolanti si trovano nella scheda tecnica del rispettivo materiale e processo.

Densità

Quanto spazio dei pori rimane

Esempio Binder Jetting con acciaio inox 316L / 17-4PH (HP Metal Jet): oltre il 96 % dopo la sinterizzazione secondo il produttore. La densificazione successiva (HIP) può aumentarla ulteriormente.

Rugosità superficiale

Dipende da polvere, strato e posizione

Allo stato sinterizzato più ruvida di una superficie lavorata per asportazione di truciolo. Le superfici funzionali vengono, se necessario, lavorate, lucidate o pallinate.

Tolleranza dimensionale

Allo stato sinterizzato più grossolana che con la lavorazione meccanica

Dipende da dimensioni del componente, geometria, materiale, appoggio e compensazione del ritiro. Le tolleranze strette si ottengono con la post-lavorazione.

Spessore di parete

Limitato verso il basso dal processo

I valori minimi dipendono da processo, altezza, forma, manipolazione del pezzo verde e posizione durante la sinterizzazione.