Abstract
La manifattura additiva (AM) è una tecnologia dirompente che si sta facendo sempre più largo grazie alla sua intrinseca capacità di produrre parti sovrapponendo strati successivi. Lo ”inchiostro” nella stampa additiva è pressoché infinito dato che ci sono svariati modi di creare gli strati. Ci sono 7 differenti tecnologie annoverabili, secondo ASTM, come tecnologie AM. La manifattura additiva è l’unica tecnologia capace di creare componenti complessi riducendone i costi, il numero di parti necessarie per una data funzione e capace di creare assiemi di alto livello con prestazioni superiori grazie a design innovativi. Per l’industria ingranaggistica la AM offre molte opportunità.
- Possibilità di realizzare geometrie complesse che prevedano, ad esempio, canali interni per la lubrificazione.
- Ridurre l’inerzia degli ingranaggi grazie a reticoli non realizzabili mediante tecnologie tradizionali.
- Aumentare la durata dei componenti grazie all’impiego di più materiali per la realizzazione di un’unica parte.
- Eventualmente ridurre i costi del materiale, togliendolo dalle zone in cui non è strettamente necessario.
- Riduzione dei tempi di immissione sul mercato.
- Aumento della sicurezza e ripetibilità.
Questo enorme potenziale sta aiutando la AM a trovare sempre più consenso sul mercato. Dal 2014 la sua quota di mercato è cresciuta costantemente di oltre il 20% l’anno. Inizialmente, i macchinari per la stampa metallica erano molto focalizzati sulla possibilità di produrre qualsiasi tipologia di oggetto. Ultimamente si sta invece spingendo per avere tecnologie capaci di produrre in modo efficiente lotti sempre più grandi, componenti di dimensioni sempre maggiori e in grado di soddisfare requisiti di qualità sempre più stringenti.
Da un punto di vista del materiale, la stampa additiva metallica vede al primo posto l’utilizzo del Titanio, seguito da leghe a base Nichel e Cobalto e acciai inossidabili. La mancanza di materiali tipicamente utilizzati nella produzione di ingranaggi ha un po’ limitato l’utilizzo della stampa 3D nella produzione di ruote dentate. Tuttavia, esistono acciai che possono venire impiegati per questo tipo di applicazione (tabella 2). Sebbene la diffusione sia ancora limitata, sono molte le tecnologie che possono venire impiegate per la produzione di ingranaggi. Tra queste si possono annoverare Powder Bed Fusion (PBF), Estrusione, Direct Energy Deposition (DED) e Binder Jet Processing (BJP).
La produzione di ruote dentate di qualità 2 tramite AM è ormai una realtà sia per la prototipazione che per piccoli lotti. Nuovi macchinari come quelli posposti da Velo3D, HP e Digital Alloys promettono di stampare grezzi anche in grandi lotti con costi molto minori di quanto fosse possibile solamente 2 anni fa. Applicazioni con ridotta inerzia grazie all’impiego di strutture reticolari o porose sono ormai facilmente realizzabili, cosa non possibile con le tecnologie tradizionali. Questo dovrebbe permettere alla tecnologia AM di penetrare sempre più in profondità nel contesto della produzione ingranaggistica portando allo sviluppo e produzione di nuove soluzioni in linea con i requisiti secondo AGMA in non più di 6-9 mesi.