Dalla produzione di polvere di metallo al suo riciclaggio nella produzione additiva
La polvere di metallo è la materia prima per molti processi di produzione additiva. La sua qualità e il mantenimento delle sue specifiche tecniche nel tempo sono importanti, se non fondamentali, per garantire le proprietà meccaniche dei pezzi. Dalla produzione mediante atomizzazione gassosa all'inertizzazione dello stoccaggio e al riciclaggio, le soluzioni di Air Liquide vi supportano nel garantire l'alta qualità delle vostre produzioni di manufatti metallici.
- Qualità della polvere iniziale e nel tempo
- Competenza nell'implementazione del gas
- Sicurezza
-
Garanzia della qualità delle vostre polveri
La fase di atomizzazione gassosa delle polveri metalliche richiede il controllo della purezza del gas utilizzato per limitare l'ossidazione, in particolare nei metalli più sensibili come il titanio. Allo stesso modo, un'atmosfera inerte protegge le polveri dall'umidità e dall'ossidazione durante lo stoccaggio o il riciclaggio. -
Atomizzazione a gas: un processo esigente
Il gas è protagonista del processo di atomizzazione con pressioni che possono raggiungere diverse decine di bar e temperature elevate. -
Sicurezza
A seconda dei trattamenti termici, le atmosfere considerate possono contenere, ad esempio, idrogeno, idrocarburi o utilizzare metanolo per la cementazione. È essenziale il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza vigenti.
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I nostri esperti ti aiuteranno a realizzare il tuo progetto proponendoti le soluzioni più adatte alle tue esigenze.
Utilizzo della polvere di metallo
La polvere è la protagonista di molti processi di produzione additiva. Air Liquide vi spiega le specifiche tecniche delle polveri per uso industriale.
Specifiche tecniche delle polveri di metallo
Molti processi industriali di produzione additiva utilizzano la polvere: naturalmente, la fusione su letto di polvere (Powder Bed Fusion) sia mediante sinterizzazione selettiva con laser (Selective Laser Sintering ou Selective Laser Melting) o con fascio di elettroni (Electron Beam Melting), ma anche alcuni metodi di deposizione di materiale ad energia diretta (Directed Energy Deposition).
Le specifiche tecniche delle polveri di metallo sono generalmente rigorose e dipendono ovviamente dalle esigenze dei clienti finali. Ci sono diversi fattori chiave:
- La composizione chimica relativa alla metallurgia con un basso livello di ossidazione: in particolare per leghe di titanio richieste delle industrie aeronautiche o medicali, o per le basi nichel.
- Una distribuzione granulometrica (particle size distribution: PSD) fine adattata sia al processo (normalmente centrata intorno a 40µm per SLM, 80µm per EBM) - e sia ai requisiti operativi, compromesso tra produttività e finitura superficiale finale quest’ultima favorita da polveri più fini.
- La morfologia delle polveri: un fattore di forma il più vicino possibile alla sfera, l'assenza di satelliti
Alcune delle sue specifiche sono relative a prove macroscopiche come la misurazione della densità o della colabilità, altre richiedono l'esame microscopico.
Atomizzazione a gas
L'atomizzazione a gas è il processo più ampiamente utilizzato per produrre polveri di metallo per la produzione additiva. Esistono svariate tecnologie (EIGA, VIGA, Plasma) ma come suggerisce il nome, tutte usano il gas!
Un getto di gas ad alta pressione - argon o azoto a seconda dei materiali - polverizza piccole goccioline di un metallo liquido.
Solo un'adeguata implementazione del gas permetterà di raggiungere i propri obiettivi di produzione con la qualità richiesta. La pressione - diverse decine di bar -, la purezza, la temperatura - fino a diverse centinaia di gradi - sono critiche, e maggiormente, ad esempio, su granulometrie basse.
Stoccaggio e riciclaggio
Inoltre, la granulometria fine e la reattività di alcuni materiali come l'alluminio o titanio possono causare un rischio di esplosione che richiede misure di prevenzione dell'infiammabilità, che si aggiungono alle misure di protezione degli operatori.
Così durante la manipolazione della polvere di metallo, dal trasporto allo stoccaggio, compresa la rimozione della polvere o la setacciatura dopo la stampa, le polveri richiedono un'atmosfera protettiva inerte che protegga anche dall'ossidazione e dall'assorbimento di umidità.
La nuova norma ASTM/ISO 52907 consiglia di inertizzare le polveri. Per tale lavorazione si può utilizzare Argon o Azoto a seconda dei materiali.
Grazie alla sua esperienza, Air Liquide sarà in grado di supportarvi e definire con voi l'impianto e i sistemi più adatti per soddisfare le tue esigenze.
I nostri esperti ti aiuteranno a realizzare il tuo progetto proponendoti le soluzioni più adatte alle tue esigenze.
Air Liquide fornisce i gas alla purezza richiesta per ogni applicazione di produzione additiva.
| Fase | Processo | Molecole | Forza del gas | |
|---|---|---|---|---|
| Metalli | Atomizzazione del gas | Metal Powder Manufacturing | Aria ad alta leghe come Ti | Molto alto |
| Produzione additiva | Selective Laser Melting (SLM) | Ar, N2 | Medio | |
| EBM Process | He | Molto basso | ||
| Wire Arc Additive Manufacturing (DED) | Aria e miscele d'aria | Alto | ||
| Laser Metal Deposition (DED) | Ar | Da basso ad alto | ||
| Binder Jetting (sintering) | Miscele Ar-H2, N2 | Medio | ||
| Metal powder management (logistica, stoccaggio, setacciatura) | Ar, N2 | Basso | ||
| Post-trattamento | Heat treatment (tempering) | Ar, N2 | Medio | |
| Hot Isostatic Pressing | Ar | Alto | ||
| Pulizia dei pezzi | Possibilmente pulizia criogenica o C02 supercritico | Basso | ||
| Altri materiali (polimeri) | Produzione additiva | SLM | N2 (eventualmente generatori) | Basso |
| Wire extrusion | N/A | N/A |
eBook
Produzione additiva del metallo
Suggerimenti e buone pratiche per la fusione laser
La produzione additiva (AM), anche chiamata stampa 3D industriale, sta assumendo un'importanza sempre maggiore e sta andando verso la produzione di massa. In questo e-book, Air Liquide e l'Istituto Fraunhofer condividono nuove idee e tecnologie per la fusione laser selettiva, nonché consigli riguardo la pianificazione e l'inserimento dell'impianto di produzione additiva nella vostra produzione.
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Produzione Additiva
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I processi di produzione additiva (additive manufacturing) utilizzano gas come argon, azoto o elio. I gas svolgono funzioni fondamentali in questo tipo di processi di modo da garantire un risultato finale sicuro con qualità elevate:
- protezione dal rischio di infiammabilità ed esplosione delle polveri,
- protezione dall'ossidazione e dall’azione dell’umidità sui materiali in infusione.
I gas durante tutto il processo di produzione additiva
Il principale gas utilizzato per la produzione di pezzi di metallo è l'argon, ma a seconda dei materiali e dei processi, possono essere anche utilizzati l'azoto o l'elio. Questi gas devono, ovviamente, essere impiegati in condizioni corrette in termini di sicurezza (es. rischio di anossia), all'interno di un ambiente di lavoro professionale.
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Maggiori informazioni
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FAQ
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- Quali sono le differenze tra la produzione additiva e la stampa 3D?
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- Che cos'è la stampa 3D in metallo?
- Quali settori utilizzano più frequentemente la tecnologia 3D?
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