COMPONENTI METALLICI DI FABBRICAZIONE ADDITIVA

Consiglie di progettazione

✦ La tecnologia Metal Binder Jetting consente una libertà geometrica quasi totale, anche se non assoluta. Esistono una serie di limitazioni nella progettazione che sono principalmente spiegate dalle limitazioni delle fasi di depolverazione e sinterizzazione.

Criteri generali

  • Dimensione del pezzo. Consideri componenti di dimensioni simili o più piccoli di una pallina da tennis (come linea guida).
  • Geometria. Consideri componenti con geometria complessa contenenti, ad esempio, canali interni, spazi vuoti, sporgenze, ecc.
  • Risoluzione. Consideri componenti con dettagli fini, come zigrinature, loghi, mirini, scanalature strette, piccole alette, ecc.

1. Superfici di appoggio piane

  • Si consiglia durante l’operazione di sinterizzazione di appoggiare i componenti su una superficie piana che offra il massimo supporto possibile nelle zone più pesanti. L’obiettivo è ridurre al minimo la deformazione.
  • Nei casi in cui non è possibile progettare con una superficie piana e si prevede una forte deformazione, si consiglia di sinterizzare su supporti che assecondino la forma del pezzo.

2. Spessore della parete

  • Si consigliano spessori di parete uniformi per evitare deformazioni e ridurre la variabilità dimensionale o, in mancanza, progettare il componente con transizioni graduali tra sezioni di diverso spessore.
  • Si consiglia di progettare i componenti con uno spessore di parete compreso tra > 1 mm sulle pareti esterne e > 5 mm sulle pareti interne protette. In casi specifici è possibile estendere il range a valori minimi di 0,3 mm e valori massimi di 30 mm.

3. Fori di scarico della polvere/spilli

  • L’esistenza di sezioni cave nei componenti impone l’evacuazione delle polveri rimaste durante la fase di depolverazione di dette zone, per questo motivo è obbligatorio progettare fori di scarico della polvere.
  • In generale, si consiglia un minimo di 2 fori di scarico, anche se il numero finale dipende dal volume dell’involucro e dal suo diametro.
  • I diametri dei fori di scarico saranno i più ampi possibile per facilitare un’adeguata depolverazione del componente senza comprometterne la resistenza; in generale sarebbero > 0,5 mm per fori ciechi o passanti, e circa 5 mm per fori che danno su cavità o canali interni.
  • Se il componente contiene pins, si consiglia abbiano un diametro superiore a 1,5 mm e con un rapporto di 10:1 rispetto alla loro lunghezza.

4. Rinforzi delle sezioni deboli

La progettazione di sezioni sottili, forme snelle o a sbalzo prevede la presenza di nervature, maglie e altri rinforzi. L’obiettivo è aumentare la rigidità e la resistenza dei componenti, nonché consentire/facilitare il loro processamento, migliorare la stabilità dimensionale, evitare il collasso del pezzo e prevenire deformazioni. Lo spessore degli elementi di rinforzo dovrebbe idealmente essere pari al 40-60% dello spessore della sezione dove vengono posizionati e la loro altezza non dovrebbe essere superiore a 3 volte lo spessore della nervatura.

5. Filettature

È possibile ottenere una certa gamma di filettature interne ed esterne complete senza necessità di lavorazione meccanica. È consigliabile evitare filettature a passo stretto, minimizzarne la lunghezza e considerare il design complessivo del componente in modo che la posizione della filettatura sia in una posizione favorevole che riduca al minimo gli effetti del ritiro anisotropo durante la sinterizzazione.

6. Precisione dimensionale

  • La precisione dimensionale è notevolmente migliore di quella ottenuta tramite processi di fusione e simile a quella ottenuta tramite Metal Injection Moulding.
  • Tolleranze generali: ±1,3% per una dimensione nominale di 30 mm in 5σ.

7. Stato superficiale

  • Il processo di Metal Binder Jetting consente di realizzare componenti con una rugosità media di 6 Ra dopo la sinterizzazione e senza la necessità di post-processi aggiuntivi.
  • La finitura superficiale può essere migliorata applicando alcune operazioni di post-processi, come nel caso di componenti metalliche prodotte con altre tecnologie.

INIZIO

DESCRIZIONE

APPLICAZIONI

VANTAGGI

MATERIALI

FABBRICAZIONE