La stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal è tra i sistemi di additive manufacturing in metallo più recenti introdotti nel mercato italiano e utilizza una innovativa tecnologia additiva che sfrutta la fusione del letto di polvere basata su laser per creare parti finali di alta qualità direttamente da un modello CAD 3D.
L'obiettivo dichiarato di Xact Metal è produrre una stampante 3D a polvere di metallo con un prezzo contenuto che offra una soluzione di livello industriale alle aziende di piccole dimensioni per favorire l'adozione dell'Additive Manufacturing in metallo per la produzione di componenti con svariati metalli.
Perseguendo questo obiettivo, Xact Metal permette di lavorare con svariate polveri metalliche per stampa 3D tra cui titanio, alluminio, bronzo, rame, diverse leghe di acciaio, Inconel, Cromo Cobalto e altre superleghe. Inoltre, l'architettura aperta delle stampanti 3D per metallo Xact Metal consente agli utenti qualificati la possibilità di sviluppare i propri parametri di stampa o di utilizzare la propria polvere di metallo.
Pezzi sul piano di lavoro della stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal
Due modelli di stampante 3D a polvere di metallo già disponibili e un terzo in sviluppo.
La gamma Xact Metal comprende tre modelli di stampante 3D a polvere di metallo, ciascuno dei quali è progettato per soddisfare le esigenze tipiche di diverse categorie di utilizzatori.
XM200C: stampante 3D metallo per prototipazione e piccole produzioni
La XM200C è la stampante 3D a polvere di metallo che rende disponibile la tecnologia a fusione del letto di polvere di qualità a università, laboratori e piccole e medie imprese che necessitano di prototipi, capacità di attrezzaggio o alternative alla colata a basso volume.
La stampante 3D per metallo Xact Metal XM200C utilizza una tecnologia di fusione del letto di polvere basata su laser in cui un laser a fibra fonde selettivamente strati sottili di polvere metallica, uno alla volta, per creare parti direttamente da un modello CAD 3D e fornire parti complesse e di alta qualità. La sua tecnologia riduce il tempo di ciclo totale di circa il 50% ed elimina la necessità di apparecchiature di lavaggio (debinder) e sinterizzazione (fornace) utilizzate nella deposizione di metalli legati, nella produzione additiva per deposizione atomica o in altre stampanti 3D metallo che utilizzano un processo simile a FDM.
Nonostante l'ingombro ridotto, offre una camera di stampa capiente con un volume di costruzione massimo di 2.048 cc (127 x 127 x 127 mm) e un laser a fibra Yb da 100W.
Stampante 3D a polvere di metallo XM200S: camera di stampa e pannello operatore
XM200G: maggiori prestazioni per la stampante 3D a polvere di metallo destinata alle applicazioni più esigenti
Ideale per applicazioni ad alte prestazioni in settori come l'aerospaziale o il medicale e ad alto rendimento in cui la velocità di stampa è fondamentale, la stampante Xact Metal XM200G utilizza, come la XM200C, la tecnologia di fusione del letto di polvere basata su laser in cui un laser a fibra fonde selettivamente strati sottili di polvere metallica, per realizzare parti complesse in metallo di alta qualità direttamente dal modello 3D. Questo modello di stampante 3D a polvere di metallo offre una configurazione di materiali più ampia rispetto alla XM200C e un laser a fibra Yb da 200W, mantenendo un ingombro ridotto e un volume massimo di costruzione di 2.048 cc (127 x 127 x 127 mm).
XM300G: area di costruzione più ampia e maggiore velocità per la stampante 3D metallo votata alla produzione industriale
La stampante 3D per metallo XM300G è la più recente sviluppata da Xact Metal per offrire un volume di stampa di grandi dimensioni che arriva a 300 x 300 x 350 mm e due o quattro multi-laser indipendenti ad alta precisione da 100W, per aumentare fino a quattro volte la velocità di stampa. Sarà dotata di due camere di alimentazione per ridurre i tempi di costruzione e aumentare la produttività. Con funzionalità software avanzate, questa stampante 3D a polvere di metallo è progettata per applicazioni di livello industriale.
Tutte le stampanti laser 3D per metalli Xact Metal sono inoltre dotate di una interfaccia touch-screen che facilità l'utilizzo da parte dell'operatore.
Stampante 3D a polvere di metallo: una campionatura dei materiali disponibili sulla Xact Metal
Produzione additiva con polvere di metallo
Le macchine di produzione additiva per metallo costruiscono componenti near-net-shape da un modello digitale solitamente realizzato con un software di progettazione 3D. Rispetto ai tradizionali processi di lavorazione e assemblaggio, la produzione additiva semplifica notevolmente le operazioni e può produrre componenti con caratteristiche altamente complesse e assiemi all-in-one.
La tecnologia Metal Powder-Bed Fusion, nota anche come Selective Laser Melting o Direct Metal Laser Sintering, è un metodo di produzione additiva che utilizza un laser per fondere strati consecutivi di un letto di polvere di metallo. Dalla fusione della polvere di metallo viene realizzata la parte finita che incorpora complesse geometrie interne ed esterne.
Con la stampante 3D a polvere di metallo basata sulla tecnologia Metal Powder-Bed Fusion (Metal PBF) è possibile produrre componenti ad alta densità riducendo al contempo il tempo totale del ciclo di costruzione di oltre il 50%.
Come funziona la stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal
Il processo di costruzione delle parti in metallo a partire dalla polvere si può riassumere in 6 fasi:
- ALIMENTAZIONE DELLA POLVERE
Il cilindro di alimentazione si incrementa posizionando la polvere davanti al recoater
- AGGIUNTA DI UNO STRATO DI POLVERE
Il recoater si sposta attraverso il cilindro di alimentazione fornendo la polvere al cilindro di costruzione.
- FUSIONE
Il laser fonde la sezione trasversale del pezzo
- COSTRUZIONE
La costruzione avviene con lo spostamento verso il basso del cilindro di costruzione, strato dopo strato.
- COMPLETAMENTO
Il processo viene ripetuto fino a quando il volume della parte è completamente costruito.
- PIASTRA DI COSTRUZIONE E RIMOZIONE DI PARTI
A costruzione ultimata, il cilindro di costruzione si solleva e la piastra di costruzione viene rimossa.
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Parti in acciaio realizzate con la stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal
Quali sono i campi di applicazione della stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal?
La tecnologia additiva si rivela vincente soprattutto per la possibilità di realizzare parti con geometrie complesse, come è noto. Tali geometrie possono scaturire, per esempio, dalla riprogettazione di un oggetto che richiederebbe l'assemblaggio di diversi componenti per ridurre il numero di tali componenti oppure, perchè no, generare una parte monolitica dotata delle stesse funzionalità. Ecco alcune applicazioni dove la stampa additiva in metallo può offrire vantaggi.
PROTOTIPAZIONE RAPIDA
La creazione rapida di campioni di progettazione ingegneristica e prototipi di produzione riduce al minimo i tempi per passare dalla progettazione ingegneristica alla produzione completa. Eliminando i costi di installazione e attrezzaggio necessari nei processi di produzione tradizionali come la fusione e la lavorazione meccanica, la stampa 3D a polvere di metallo può produrre prototipi finiti con tempi di costruzione tipici da 12 a 36 ore e consentire rapide modifiche di progettazione.
PRODUZIONE CUSTOM
Nella costruzione di pezzi unici o piccolissime produzioni personalizzate, la stampa 3D in metallo riduce al minimo le spese e il tempo di produzione come nel caso di utensili per officine meccaniche per stampaggio a iniezione o pressofusione. In ambito universitario consente la stampa rapida di progetti generati dagli studenti e nei lavori post-laurea.
DISEGNI COMPLESSI
Consente la produzione di parti difficili da lavorare, come componenti con fori passanti lunghi o parziali, cavità interne, contorni e geometrie rastremate e strutture metalliche o reticolari. I canali di raffreddamento conformi possono essere stampati negli utensili; il design dovrebbe garantire che non siano necessari supporti e che ci sia un modo pratico per rimuovere la polvere in eccesso.
ASSEMBLAGGI ALL-IN-ONE
Consente la stampa di componenti assemblati completi, eliminando i costi di lavorazione e assemblaggio (spesso saldatura) di più componenti.
PRODUZIONE REMOTA
Consente la produzione remota consentendo la creazione in loco di componenti di sostituzione critici da file CAD digitali.
Le parti prodotte con la stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal sono accurate fin nei minimi dettagli
Xact Metal: chi è l'azienda che sta rivoluzionando la stampa 3D a polvere di metallo
Xact Metal è una una startup con sede in Pennsylvania. Fondata come fornitore di sistemi di produzione di additivi per metallo all’inizio del 2017, Xact Metal sta rendendo i sistemi di produzione additiva per metalli accessibili per aziende di piccole e medie dimensioni, laboratori di ricerca e università.
Matt Woods, responsabile tecnico di Xact Metal con un background di ingegneria meccanica, ha usato il suo spirito inventivo e la sua vasta esperienza tecnica per sviluppare nuove macchine per la prototipazione rapida e la manifattura additiva con Xact Metal. Avendo individuato la necessità di offrire prestazioni più elevate in modo sostenibile nell'ambito della produzione additiva, ha costruito una macchina per colmare questa lacuna, dando inizio alla genesi della linea di stampanti 3D a polvere di metallo Xact Metal.
Xact Metal ha ricevuto finanziamenti da Ben Franklin Technology Partners e opera dall'Innovation Park della Penn State University, sede di alcune delle principali aziende tecnologiche in Pennsylvania. Xact Metal si trova nello State College, che è stato votato tra i primi 10 migliori piccoli centri in cui vivere e tra i primi 10 per start-up negli Stati Uniti.
Una serie di parti prodotte con la stampante 3D a polvere di metallo Xact Metal
Le stampanti 3D a polvere di metallo Xact Metal sono distribuite in Italia da Energy Group.
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