Fusione laser selettiva
La stampa 3D, conosciuta anche come produzione additiva, è una tecnica che prevede la costruzione di un prodotto strato dopo strato. Questa procedura è l’opposto delle operazioni di lavorazione come la foratura o la fresatura, in cui i pezzi di materiale vengono rimossi per ottenere il prodotto.
La fusione laser selettiva (SLM, da Selective Laser Melting) è una tecnica di stampa 3D in cui viene depositato uno strato di polvere, poi una parte di queste particelle di polvere viene fusa selettivamente insieme dal calore del laser. Il nostro cliente è un produttore di macchinari che realizza macchine per la stampa 3D che stampano parti in metallo a partire dalla polvere di acciaio, alluminio o titanio, usando la fusione laser selettiva. I suoi clienti operano nel campo aerospaziale, automobilistico, medico e dentale. Intorno al letto di polvere di metallo all’interno della stampante 3D sono necessari dei gas inerti estremamente puri. Bronkhorst e Precision Fluid Controls sono riuscite a creare un sistema adatto per la generazione di gas inerte di azoto e argon.
Requisiti per l’applicazione
È estremamente importante avere un’atmosfera gassosa intorno alle particelle di polvere metallica da fondere che sia priva di ossigeno, per evitare che il metallo si ossidi durante la fusione laser. A tale scopo, occorre applicare il gas inerte: argon per acciaio e titanio, azoto per l’alluminio.
Soluzione scelta
Per l’utente finale della macchina per la stampa 3D, ci sono due modi di stabilire un’atmosfera di azoto: dalla rete di alimentazione di azoto interna (se presente), oppure da un generatore di azoto, che è un accessorio delle stampanti 3D. Ed è nella seconda opzione che Precision e Bronkhorst sono entrati in gioco. L’aria pressurizzata dall’unità di alimentazione dell’aria compressa o un compressore vengono collegati al generatore di azoto, il cui setaccio molecolare separa il flusso d’aria in due flussi. I costituenti quali ossigeno, vapore d’acqua e argon vengono rimossi, lasciando solo l’azoto ultrapuro (grado 5.0).
A valle del generatore è stato installato un regolatore del flusso di massa Bronkhorst MASS-STREAM™ D-6300 per controllare il flusso di azoto alla stampante 3D. Questo regolatore funziona secondo due modalità di esercizio. Prima del processo di stampa, la stampante 3D deve essere sciacquata, in modo da stabilire l’atmosfera di gas inerte. A tale scopo, è necessario un flusso elevato di azoto da 60 a 90 litri al minuto. Successivamente, durante il processo di stampa, deve essere erogato un flusso ridotti di azoto da 3 a 10 litri al minuto, per rinfrescare e compensare eventuali perdite. Una stampante 3D ogni dieci di venti vendute dal nostro cliente è dotata di un generatore di azoto come quello descritto ed è dotata di un regolatore del flusso di massa Bronkhorst.
