Chiavi in mano con l’additive

Servovalvola a trasmissione diretta prodotta in AM

SOLUZIONI DI PRODUZIONE ADDITIVA CHIAVI IN MANO PER UN MODELLO DI BUSINESS SOSTENIBILE E COMPETITIVO

RRenishaw, produttore leader di sistemi avanzati per la stampa 3D in metallo, progetta e fabbrica sistemi di lavorazione additiva chiavi in mano per la produzione di componenti in diversi metalli con un processo detto di fusione laser su letto di polvere offrendo soluzioni per un’ampia gamma di applicazioni nel settore industriale e medicale. L’additive manufacturing è una tecnologia vantaggiosa che consente di dare vita ad un nuovo modello di business, trasformando un’ipotesi in una idea concreta. Unendo competenza e soluzioni innovative ad una buona dose di immaginazione per sprigionare l’enorme quantità di opportunità che può generare, questa tecnologia permette di allargare i propri orizzonti e conquistare nuove quote di mercato. Una produzione sostenibile, oggetti con una complessità un tempo impensabile, prototipi, ma anche prodotti finiti, piccoli e grandi lotti prodotti on demand, pezzi di ricambio unici realizzati all’occorrenza. Come ben noto, infatti, la produzione additiva (AM), detta anche stampa 3D, crea parti tridimensionali da un file digitale e utilizza sottili strati di materiale per creare forme complesse che non possono essere prodotte tramite le tecniche tradizionali, come stampaggio, deformazione o asportazione di trucioli. La stampa 3D consente di progettare in maniera diversa, ad esempio unendo diversi pezzi in uno solo, e riducendo al minimo materiale utilizzato e costi di lavorazione. Il vantaggio offerto dalla tecnologia additiva presuppone tuttavia la capacità di saper valutare dove più convenga applicare tale tecnologia rispetto alle tecniche tradizionali, o in combinazione ad esse, e di essere pronti ad accettare una trasformazione dei processi. Grazie all’additive manufacturing è possibile ottenere un buon compromesso tra dimensione dei pezzi e realizzazione dei dettagli, potendo creare forme complesse altrimenti impossibili con metodi di fusione e lavorazione tradizionali o con tecniche sottrattive. I pezzi possono essere massicci o contenere parti cave, con o senza strutture reticolari all’interno. Fondata nel 1973, la Renishaw, leader mondiale nel settore delle tecnologie di precisione, grazie all’acquisizione di diverse tecnologie, è riuscita negli anni a diversificare le proprie attività, dal settore dei sensori per macchine utensili a CN alla strumentazione scientifica e alle produzioni additive (stampa 3D) in metallo, fino a proporsi sul mercato, dal 2011, non solo come fornitore di soluzioni per la produzione ma anche come produttore di macchine per l’additive. Oggi, l’azienda opera in tutto il mondo, con più di 79 sedi in 37 paesi ed oltre 4.400 dipendenti.

Tecnologia additiva tra fiducia e competenza

L’introduzione di una tecnologia nuova e altamente innovativa nel proprio processo produttivo, richiede un investimento importante, sia in termini economici, che culturali, frutto di una visione proiettata nel futuro della produzione e dell’acquisizione di un certo grado di fiducia nell’additive manufacturing acquisita sia dai progettisti, che vedono nell’additive un modo nuovo di esprimersi, sia dai manager che riconoscono nella tecnologia additiva un modo diverso per raggiungere i risultati. Sviluppare capacità di produzione additiva potrebbe essere il prossimo passo per accrescere le possibilità produttive della propria azienda. La grande esperienza di Renishaw nell’adozione della produzione additiva come processo complementare alle attività produttive convenzionali, è il presupposto per creare un clima di fiducia del cliente verso le opportunità offerte dall’additive sia nell’aprire nuovi e vecchi mercati che nel permettere di consolidare, attraverso nuove opportunità, situazioni esistenti. Le soluzioni AM Renishaw consentono sia la produzione di strutture reticolari che il consolidamento dei pezzi per strutture leggere e complesse, nonché l’ottimizzazione del flusso dei liquidi e il design mirato specificatamente alla produzione additiva, per garantire una topologia ottimale. Volendo trasferire l’idea dell’additive dalla prototipia alla produzione, occorre garantire la qualità dei pezzi e la conformità a specifiche industriali di alto livello, e aumentare al massimo la produttività. Non essendo particolarmente economica,

Training software in un Solution Centre Renishaw

la tecnologia additiva trova una sua giustificazione a fronte di prestazioni migliori e prodotti estremamente performanti non realizzabili con altre tecnologie, oggetti ottenibili mediante macchine ad alta produttività con più laser che lavorano in parallelo mediante le quali ottenere una produzione di serie.

Produzione additiva in metallo

La fusione laser su letto di polvere di metallo di Renishaw, utilizza un laser a fibra di itterbio ad alta potenza per fondere le polveri metalliche e creare pezzi meccanici in tutto e per tutto funzionali ed è particolarmente indicata per la produzione di pezzi con specifiche meccaniche molto alte. Il processo è guidato in modo digitale, direttamente da dati CAD 3D sezionati. Per ciascuna sezione di dati CAD viene depositato sulla piastra di base un sottile strato uniforme di polvere metallica finissima, quindi il laser fonde con precisione le aree selezionate dello strato di polvere. Il processo viene ripetuto a salire, strato dopo strato, finché il pezzo non è completo. I sistemi di produzione additiva Renishaw possono utilizzare diversi metalli, tra cui lega di titanio Ti6Al4V, lega di cobalto cromo, acciaio inox, leghe di nichel come Inconel 625 e Inconel 718, lega di alluminio AlSi10Mg. Questa tecnologia può produrre forme complesse altrimenti impossibili con metodi di fusione e lavorazione tradizionali. Queste soluzioni vengono impiegate in ambiti specifici, quali i settori automotive di alta gamma e aerospaziale, grazie alla possibilità di realizzare pezzi più leggeri e con geometrie particolari ed elevate caratteristiche meccaniche, e, sempre di più, in settori di nicchia in campo odontoiatrico e medicale, per i quali è possibile realizzare protesi in titanio in additive. Renishaw dispone di team dedicati alle soluzioni nel campo medicale. Le soluzioni offerte da Renishaw sono orientate alla produzione di pezzi di media dimensione realizzabili con macchine di media grandezza, cioè con un campo di lavoro di circa 25 cm x 25 cm x 35 cm.

Sistemi RenAM 500

Le macchine per lavorazioni additive della serie RenAM 500 sono estremamente flessibili e possono essere utilizzate per applicazioni in laboratorio, fino alle grandi produzioni di massa.

La serie RenAM 500 include una piattaforma completa, per soddisfare qualsiasi esigenza produttiva. Dato che c’è un limite oltre il quale non conviene aumentare la potenza del laser, la soluzione per aumentare la produttività è infatti quella di aumentare il numero delle sorgenti. Le macchine possono essere configurate con uno (500S) o quattro (500Q) laser ad alta potenza da 500 W che possono accedere simultaneamente a tutta la superficie del letto di polvere e con sistemi automatici o flessibili (Flex) per la gestione di polveri e scarti. Inoltre, utilizzano lo stesso sistema di flusso del gas, le protezioni e le ottiche digitali di precisione per tutte le operazioni, dal proof of concept dei materiali, fino alla produzione in grandi volumi. In particolare, la RenAM 500Q consente una velocità di costruzione molto elevata, aumentando la produttività del sistema e riducendo i costi di produzione dei singoli pezzi. Grazie ad una potenza laser quattro volte superiore a quella di una normale macchina, la RenAM 500Q è in grado di produrre pezzi di dimensioni mediopiccole a costi estremamente contenuti. Rispetto ad altri player attualmente presenti sul mercato, che hanno soluzioni multi laser sulle macchine di grandi dimensioni, Renishaw ha concentrato queste soluzioni soprattutto sulle macchine di media dimensione, di cui è anche produttore. Tale risultato è reso possibile dal design innovativo della macchina. La serie RenAM 500 è compatibile con i flussi di lavoro di Industria 4.0, con sistemi ottici, monitoraggio dei processi di sistema e la connessione al software gestionale Renishaw Central, la piattaforma per l’elaborazione dei dati di produzione, connessa in tempo reale per monitorare, registrare e analizzare i dati dei sensori delle macchine RenAM 500 e di tutti gli altri prodotti di metrologia industriale commercializzati da Renishaw. È possibile usare l’interfaccia Web o l’app per dispositivi mobili per monitorare i dati su atmosfera, polvere e temperatura direttamente durante il processo oppure per raccogliere dati storici da utilizzare per l’analisi delle prestazioni.

Gestione configurabile delle polveri

La serie RenAM 500 può essere configurata per consentire il ricircolo della polvere a circuito chiuso oppure come sistema aperto di gestione delle polveri che sfrutta la forza di gravità. Il sistema di ricircolo della polvere opera in modo congiunto ai quattro laser che coprono l’intero volume di lavorazione per ridurre gli interventi dell’operatore e aumentare significativamente la produttività e contenere i costi di produzione dei pezzi. Il sistema aperto di gestione delle polveri (Flex) sfrutta la gravità e ha una gestione delle polveri semplificata, ideale per chi deve cambiare spesso il materiale dei componenti prodotti. Tutti gli elementi del modulo polveri possono essere puliti o sostituiti rapidamente, per evitare che i diversi materiali possano mescolarsi. I sistemi RenAM 500 Flex possono essere convertiti in sede con l’installazione di sistemi di ricircolo delle polveri che semplificano la transizione dalla fase di ricerca dei materiali a quella produttiva. 