Docsity
Docsity
Prepara i tuoi esami
Prepara i tuoi esami

Studia grazie alle numerose risorse presenti su Docsity

Ottieni i punti per scaricare
Ottieni i punti per scaricare

Guadagna punti aiutando altri studenti oppure acquistali con un piano Premium

Guide e consigli
Guide e consigli
Vendi su Docsity
Vendi su Docsity
Docsity AI
Docsity AI
AccediRegistrati

Prepara i tuoi esami

Studia grazie alle numerose risorse presenti su Docsity

Cerca documenti

Prepara i tuoi esami con i documenti condivisi da studenti come te su Docsity

Cerca la tua università

Trova i documenti specifici per gli esami della tua università

Video Corsi

Preparati con lezioni e prove svolte basate sui programmi universitari!

Quiz

Rispondi a reali domande d’esame e scopri la tua preparazione

Docsity AINEW

Riassumi i tuoi documenti, fagli domande, convertili in quiz e mappe concettuali

Maturità 2026

Studia con prove svolte, tesine e consigli utili

Esplora domande

Togliti ogni dubbio leggendo le risposte alle domande fatte da altri studenti come te

Argomenti di studio

Esplora i documenti più scaricati per gli argomenti di studio più popolari

Ottieni i punti per scaricare

Guadagna punti aiutando altri studenti oppure acquistali con un piano Premium

Condividi documenti
download point icon20 Punti

Per ogni documento caricato

Rispondi alle domande
download point icon5 Punti

per ogni risposta data (max 1 al giorno)

Tutti i modi per ottenere punti gratis
Ottieni punti subito

Scegli un piano Premium con tutti i punti di cui hai bisogno

Opportunità di studio

Scegli il tuo prossimo programma di studio

Entra in contatto con le migliori università del mondo e scegli il tuo percorso di studi

Classifica delle migliori università

Scopri le migliori università italiane secondo gli studenti

Community

Chiedi alla community

Chiedi aiuto alla community e sciogli i tuoi dubbi legati allo studio

Guide Gratuite

I nostri eBook salva studente

Scarica gratuitamente le nostre guide sulle tecniche di studio, metodi per gestire l'ansia, dritte per la tesi realizzati da tutor Docsity

Tecniche di Additive Manufacturing: Una panoramica sui processi di produzione additiva, Appunti di Ingegneria industriale

Politecnico di Torino (POLITO)Ingegneria industriale

Appunti di Additive Manufacturing

Tipologia: Appunti

2019/2020

Caricato il 04/09/2020

selvaggia-faggiuolo
selvaggia-faggiuolo 🇮🇹

4.5

(56)

25 documenti

1 / 6

Toggle sidebar

Questa pagina non è visibile nell’anteprima

Non perderti parti importanti!

bg1
ADDITIVE MANUFACTURING
3D CAD Model -> STL File -> AM MACHINE SW -> AM MACHINE -> POST PROCESSING
STL: Si converte il modello CAD in un file STL. La superficie è approssimata con triangoli.
Ɛ=errore cordale= scostamento tra la curva ed il profilo poligonalizzato
BUILD: File CAM (materiale, parametri di processo, orientamento, supporti, slicing)
SLICING: Costante o adattivo(riduce il ΔS dello strato per evitare lo stair case effect)
COSTRUZIONE – POST PROCESSING
Drenaggio e risciacquo, rimozione supporti, trattamento termico (UV), finitura superficiale
Finitura: Colorazione permanente della superficie, pittura, platinatura, metallizzazione in vuoto.
VANTAGGI:
Libertà di progettazione, strutture leggere ed ergonomiche, parti integrate, personalizzazione, una sola macchina, assenza di
attrezzature e bloccaggio, un solo step produttivo, minimo intervento umano, tempi e costi legati solamente alle dimensioni e non
alla complessità.
SVANTAGGI:
Supporti, finiture superficiali, materiali limitati, necessaria conoscenza di prodotto e processo, volumi di lavoro limitati, dimensioni
pezzo limitate, velocità limitate (metallo).
CLASSIFICAZIONE (RAPID+NOME):
Prototyping (anche non industriali), tooling, casting, manufacturing.
APPLICAZIONI:
Aerospazio, medica e dentale, automobilismo, design e
mobili, moda, gioielli, industria del cibo, cinema, musica,
strutture reticolari e filtri, cerniere, biologia, polimeri
conduttivi e compositi.
FORMA DEI MATERIALI:
POLVERE: particelle di 0.1 mm
FILAMENTO: spessore maggiore di 1mm
LIQUIDO
POLIMERI:
- Termoplastici: con il calore diventano malleabili e sono riciclabili
- Termoindurenti: trasformazione attraverso la polimerizzazione da un agente esterno, non riciclabili
SISTEMA AM:
Piattaforma di costruzione, contenitore materiale, fonte energetica, camera di costruzione (volume max)
pf3
pf4
pf5

Anteprima parziale del testo

Scarica Tecniche di Additive Manufacturing: Una panoramica sui processi di produzione additiva e più Appunti in PDF di Ingegneria industriale solo su Docsity!

ADDITIVE MANUFACTURING

3D CAD Model - > STL File - > AM MACHINE SW - > AM MACHINE - > POST PROCESSING STL : Si converte il modello CAD in un file STL. La superficie è approssimata con triangoli. Ɛ=errore cordale= scostamento tra la curva ed il profilo poligonalizzato BUILD: File CAM (materiale, parametri di processo, orientamento, supporti, slicing) SLICING: Costante o adattivo(riduce il ΔS dello strato per evitare lo stair case effect) COSTRUZIONE – POST PROCESSING Drenaggio e risciacquo, rimozione supporti, trattamento termico (UV), finitura superficiale Finitura: Colorazione permanente della superficie, pittura, platinatura, metallizzazione in vuoto. VANTAGGI: Libertà di progettazione, strutture leggere ed ergonomiche, parti integrate, personalizzazione, una sola macchina, assenza di attrezzature e bloccaggio, un solo step produttivo, minimo intervento umano, tempi e costi legati solamente alle dimensioni e non alla complessità. SVANTAGGI: Supporti, finiture superficiali, materiali limitati, necessaria conoscenza di prodotto e processo, volumi di lavoro limitati, dimensioni pezzo limitate, velocità limitate (metallo). CLASSIFICAZIONE (RAPID+NOME): Prototyping (anche non industriali), tooling, casting, manufacturing. APPLICAZIONI: Aerospazio, medica e dentale, automobilismo, design e mobili, moda, gioielli, industria del cibo, cinema, musica, strutture reticolari e filtri, cerniere, biologia, polimeri conduttivi e compositi. FORMA DEI MATERIALI: POLVERE: particelle di 0.1 mm FILAMENTO: spessore maggiore di 1mm LIQUIDO POLIMERI:

  • Termoplastici: con il calore diventano malleabili e sono riciclabili
  • Termoindurenti: trasformazione attraverso la polimerizzazione da un agente esterno, non riciclabili SISTEMA AM: Piattaforma di costruzione, contenitore materiale, fonte energetica, camera di costruzione (volume max)

PROCESSI TERMOINDURENTI:

SLA (Stereolitografia) - Materiali: Resina epossidica, acrilica e vinilica

  • Processo: Una vasca contiene il liquido termoindurente. Al di sotto vi è una piastra forata, distante dalla vasca 25<=ΔS<= microM. Con un raggio laser avviene la fotopolimeralizzazione, la piattaforma si abbassa ed il pezzo viene prodotto(green part). Dopo viene sottoposto a luce UV( red part).
  • Applicazioni: Replicazione siliconica, test aerodinamici e di assemblaggio, analisi di flusso, parti complesse con piccoli dettagli, gioielleria, modelli di stile.
  • Vantaggi: Migliori tolleranze dimensionali e rugosità, spessore tra 0.025-0.05 mm, oggetti trasparenti, grandi volumi di produzione (1.5m), possibilità di produrre modelli per la microfusione.
  • Limiti: Supporti dello stesso materiale da rimuovere, volume di lavoro non sfruttato, vasca piena, vincoli sull’installazione, limitata stabilità dimensionale. DLP (Digital Light Processing) - Materiali: Resina epossidica - Processo: Come SLA invertita, ma con UV
  • Applicazioni: Componenti piccole dimensioni ed elevato dettaglio, produzione rapida
  • Vantaggi: Buona tolleranza dimensionale e rugosità, oggetti trasparenti, no post-trattamento, no vincoli, ampia gamma fotopolimeri
  • Svantaggi: Supporti dello stesso materiale, volumi di lavoro limitati, volume di lavoro non sfruttato. POLYJET - Materiali: Resine epossidiche, cartucce stagne. 600dpi, precisione 0.09mm
  • Processo: La testa di stampa, che contiene ugelli e due lampade UV, si muove per depositare, massimo 3 materiali contemporaneamente (uno è il supporto).
  • Applicazioni: Replicazione siliconica e anatomica, test aerodinamici e di assemblaggio, analisi di flusso, parti complesse con dettagli piccoli, oggetti scenici.
  • Vantaggi: Buona tolleranza dimensionale e rugosità, supporti solubili, oggetti trasparenti, no post-trattamento, no contatto con fotopolimero, no vincoli installazione.
  • Svantaggi: Deposizione discreta del materiale, volume di lavoro non sfruttato. PROJET - Materiali: POLYJET, contenitori stagni. 800dpi, precisione +-0.025-0.050mm, spessore max 0.013 mm
  • Processo: La testa di stampa contiene gli ugelli e una lampada UV. Essa o la piattaforma si muovono per depositare il materiale, massimo 3 materiali contemporaneamente(uno è il supporto).
  • Applicazioni: Replicazione siliconica e anatomica, test aerodinamici e di assemblaggio, modelli di stile, analisi di flusso, parti complesse con dettagli piccoli, gioielleria e dentale.
  • Vantaggi e svantaggi: GLI STESSI DI POLYJET PROCESSI TERMOPLASTICI DROP ON DEMAND
  • Materiali: Termoplastico a basso punto di fusione (simil cera): Solidscape Model, Solidscape support, LabCAST, LabFill, plusCast, InduraCAST, InduraFill.
  • Processo: Deposizione tramite testina di stampa, fresatura dello stato.
  • Applicazioni: Microfusione nei settori: gioielleria, dentale, meccanica di precisione

PROCESSI METALLICI (DIRETTI):

Laser PBF:

  • Materiali: Lega alluminio (AlSi10Mg), Cobalto cromo biomedicale, motorsport e aerospazio, acciaio inox e per stampi, lega di titanio, Inconel, leghe di oro.
  • Processo: Viene utilizzato un flusso d’azoto o argon, un laser CO 2 , alluminio drogato ed un sistema di lenti e specchi. L’energia fornita fonde una porzione precedentemente solidificata per fare aderire gli strati, grazie a ciò, le leghe prodotte sono migliori di quelle ottenute tradizionalmente. I forti gradienti di temperatura ed il ritiro inducono a dilatazioni termiche e contrazioni che superano la massima elasticità del materiale. Le deformazioni plastiche accumulate generano tensioni interne.
  • Gestione stress termici(deformazioni): Per evitarli si usa la struttura di supporto, che non deve essere rimosso immediatamente, inoltre il trattamento termico è richiesto dopo la rimozione della polvere, prima della rimozione della piattaforma e del modello.
  • Supporti: Servono a ridurre le deformazioni e i restringimenti, migliorare il trasferimento di calore.
  • Applicazioni: Aerospazio, medicale, automotive, tooling, lifestyle. EBM Electronic Beam Melting(Dal 1997):
  • Materiali: Ti6AI4V, TiAI 48- 2 - 2 Ti6AI4V ELI, SS316L, Ti Grade 2, Pure Cu, Inconel 718, Vibenite 280, CoCr, Inconel 625
  • Processo: Il catodo è un cristallo o filamento riscaldato in grado di emettere elettroni. Gli elettroni sono accelerati da un potenziale anodico di 60kV fino al 40% della v della luce. Le lenti magnetiche deviano gli elettroni. Nella camera di lavorazione la pressione dei gas è di 10-^3 Pa e 10-^5 Pa nel cannone elettronico. Viene anche utilizzato un flusso di elio gas (10- (^1) Pa) per evitare cariche elettriche nella polvere, facilitare il raffreddamento e garantire un’elevata stabilità termica.
  1. Gli elettroni scaldano la piastra di lavoro, in base alla polvere trattata
  2. Prima della fusione, ogni strato depositato viene preriscaldato a bassa potenza e alta velocità
  3. Dopo la fusione, lo strato può essere riscaldato nuovamente da un post-riscaldamento
  4. La piastra di lavoro viene abbassata in quantità dello spessore del layer e viene distribuita la nuova polvere con una racla ed il processo è ripetuto fino al completamento della parte
  5. La parte viene fatta raffreddare in un flusso di elio, il job è un parallelepipedo di polvere con all’interno i pezzi prodotti CARATTERISTICHE: Polvere metallica, letto preriscaldato, sottovuoto, processo a caldo, insufflaggio di He durante la fase di fusione. PRERISCALDAMENTO: 15000 mm/s FASE DI FUSIONE: 1000mm/s, diametro fascio: >=0.1mm, spessore strato 50-400 microM, potenza 3 - 6KW, processo a caldo, nessuno stress, nessun trattamento termico VANTAGGI: Eccellente qualità del materiale, basso stress residuo, materiale a basso spreco SVANTAGGI: Bassa velocità di raffreddamento, precisione dimensionale e finitura superficiale.
  • Strategia di fusione: MultiBeam per il contorno, linee continue o hatching per la parte interna
  • Rugosità: Le superfici verticali e verso l’alto sono rugose. Ra verticali ed inclinate= 15-50 microM, Ra superiori 6 micron.
  • Step del processo e attrezzature: 1) Preparazione del CAD, orientamento e parametri del processo 2) Vacuum cleaner, cleaning paper 3) Rimozione Job dalla macchina e metterlo nel sistema di recupero polveri (PRS) 4) Pulizia della macchina dalla polvere residua e le parti dalla polvere sinterizzata 5) Raccogliere la polvere dai vacuum cleaner e dal PRS, setacciarla e caricarla in macchina 6) Rimuovere i supporti, controllo della densità e dei difetti tramite immagini dei layers.
  • Applicazioni: Medicina, aerospaziale, automotive, sports

EBM VS L-PBF: EBM L-PBF a) Costruzione di componenti con grande massa= aree da fondere molto grandi a) Possibilità di ostruire spessori molto sottili ad elevata precisione

b) Nesting di piccole parti nel piano e lungo l’asse di costruzione b) Bassa rugosità superficiale EBM – Processo caldo L-PBF – Processo freddo a) Bassi stress residui, nesting, pochi supporti b) Allows building large bulky components c) Non occorrono trattamenti termici di rilascio degli stress d) Non servono operazioni aggiuntive per il distacco dei componenti dalla piattaforma a) Elevati stress residui b) Molti supporti per attaccare la parte alla piattaforma di costruzione c) Trattamenti termici quasi sempre necessari d) Operazioni per il taglio dei componenti dalla piattaforma DED(Direct Energy Deposition):

  • Materiali: Lega di alluminio, cobalto cromo biomedicale, motorsport e aerospazio, acciaio inox e per stampi, lega di titanio, inconel IN625, inconel 718
  • Processo: Deposizione della polvere attraverso ugelli e fusione tramite sorgente laser. Necessita di un gas per evitare l’ossidazione e di un controllo sofisticato per garantire la qualità metallurgica.
  • Vantaggi: Volumi di lavoro grandi (1m^3 ), utilizzabile per riparazione componenti, semplice, potenziale realizzazione di componenti in multi materiale, realizzazione della lega finale in macchina, deposizione e fusione localizzate
  • Svantaggi: Rugosità elevate e scarsa precisione, ossidazione componenti, parti a sbalzo non costruibili, necessità di finitura, limite sulle geometrie realizzabili. EBAM (Electronic Beam additive manufacturing):
  • Materiali: Titanio, Nickel, Rame-Nickel, Inconel 600,625,718, Acciaio inox, leghe d’acciaio, cobalto, titanio, alluminio e zirconio, tantalio, tungsteno, niobio e molibdeno.
  • Processo: The metal AM for large part for replacing the forging (parts can be produced directly without using additional tools). The dual-wire material feed allows for options including blended metal alloys (in-situ production of alloy). Altissima produttività.
  • Vantaggi: Pezzi grandi (6m), no supporti, la tecnica più veloce di produzione, cambio materiale facile, dual wire, camera non controllata, materiale economico e sicuro
  • Svantaggi: Meno accuratezza, superficie rugosa, complessità limitata paragonata al PBF PROCESSI METALLICI (INDIRETTI): ADAM(Atomic Diffusion Additive Manufacturing):
  • Materiali: Acciaio Inox, Iconel, Ti-6Al-4V, A-2 and D-2, leghe di alluminio e rame.
  • Applicazioni: Rapid tooling, prototyping, prodotti utilizzabili che non richiedono di essere sottoposti a grandi carichi.
  • Processo: Viene utilizzato un cavo fatto di polvere di metallo chiuso in un polimero termostatico che lavora come un raccoglitore per le parti metalliche. Il mix di metallo e di polimero è conservato in una cartuccia sopra la macchina. Durante il processo, il materiale termoplastico viene ammorbidito. Per legare il materiale estruso con quello precedentemente depositato, viene usato un estrusore riscaldato. Il materiale viene spinto da uno stantuffo attraverso un ugello e depositato sulla piastra di costruzione. Vi è anche un estrusore secondario per depositare uno strato di materiale ceramico tra i supporti e le parti in costruzione. Lo stato ceramico viene usato per staccare e rimuovere facilmente le strutture di supporto. 3D Printing o binder jetting:
  • Materiali: Ceramici, gesso, sabbie, Metalli
  • Applicazioni: Modellazione concettuale per industria, architettura e medicina, stampi e repliche, prototipi, stampi di preserie.
  • Processo: Deposizione di un collante su un materiale sottoforma di particelle. Una particella cade, impatta sulla polvere e penetra nei pori, formando un nucleo interno che poi crescerà.
  • Vantaggi: Parti con grandi volumi, no supporti, modelli sacrificali per la microfusione e anime per la fusione in sabbia, resa fotorealistica con la stampa a colori, elevata produttività, possibilità di variare le prestazioni del componente, no vincoli, applicazioni consolidate in fonderia
  • Limiti e svantaggi: Post-trattamento per consolidare, elevata rugosità, materiale non definitivo, volume di lavoro non sfruttato, materiali limitati.