Entrando nella prossima era della produzione additiva con la modellazione del fascio di luce

15 APRILE 2025 | Tempo di lettura: 5 min.

L'industria della fabbricazione additiva dei metalli (AM) si sta avvicinando a una nuova fase, in cui gli aumenti di produttività e di efficienza non sono più limitati dai tradizionali profili gaussiani del fascio. Al contrario, la tecnologia di modellazione dinamica del fascio, alimentata dall'innovazione del laser nLIGHT AFX, romperà le barriere e ridefinirà le possibilità.

Per i produttori AM che utilizzano le soluzioni metalliche EOS e AMCM, questa innovazione non è solo un miglioramento tecnico, ma un vantaggio competitivo. La sagomatura a fascio offre una maggiore produttività, una maggiore stabilità di processo e un'espansione delle capacità dei materiali. Ma come funziona e perché è importante? Esploriamo.

La rivoluzione del Beam Shaping: Non solo più laser

Da tempo l'industria persegue una maggiore produttività aumentando il numero di laser nei sistemi AM. Se da un lato questo aumenta i tassi di produzione, dall'altro aumenta i costi operativi e la complessità della manutenzione. Ma il beam shaping offre un approccio alternativo, migliorando l'efficienza del laser e ampliando le finestre di processo senza aumentare i costi di proprietà.

I principali vantaggi della modellazione a fascio nella AM del metallo

1. Maggiore produttività senza sacrificare la qualità: Gli studi hanno confermato che la sagomatura del fascio offre un tangibile aumento della produttività. Una ricerca sull'Inconel 718 ha dimostrato un aumento del 23% della velocità di produzione rispetto ai fasci gaussiani, mentre la lavorazione dell'acciaio inossidabile 316L è stata accelerata di un fattore due grazie alle maggiori distanze tra i boccaporti e alle più alte velocità di scansione.
2. Maggiore stabilità del processo e riduzione degli spruzzi: Una delle maggiori sfide nell'AM con fusione a letto di polvere e fascio laser (PBF-LB) è la generazione di spruzzi, che contaminano i letti di polvere e riducono la durata dei filtri. Uno studio condotto presso il Fraunhofer IAPT ha rilevato che l'utilizzo di un profilo del fascio a forma di anello riduce la fuliggine e gli spruzzi del 75%, con conseguenti costruzioni più pulite e minori sprechi di materiale.
3. Lavorazione di materiali difficili da saldare: La formatura a fascio consente la lavorazione di materiali precedentemente difficili, tra cui superleghe a base di nichel, acciai per utensili, leghe di alluminio selezionate e metalli refrattari. Questo apre la strada a nuove applicazioni nel settore aerospaziale, della difesa e degli utensili industriali, dove le proprietà avanzate dei materiali sono fondamentali.
4. Qualità costante dei pezzi e riduzione della post-elaborazione: Stabilizzando il bagno di fusione, la sagomatura del fascio riduce al minimo la variabilità da pezzo a pezzo e consente un migliore controllo della microstruttura. Uno studio dell'Università Tecnica di Monaco di Baviera sull'acciaio inossidabile 316L ha rilevato che il profilo del fascio anulare ha ampliato significativamente la finestra di processo, consentendo una maggiore flessibilità pur mantenendo pezzi ad alta densità. Ciò significa anche un minor numero di fasi di post-lavorazione, con conseguente riduzione dei costi di produzione.
5. Efficienza dei costi grazie alla maggiore durata della polvere e dei filtri: Come EOS ha scoperto durante la propria ricerca sull'IN718, la sagomatura del fascio ha ridotto la perdita di polvere fino al 70% e la formazione di condensa del 60%, migliorando direttamente l'utilizzo del materiale e riducendo i cicli di manutenzione. Per i clienti di EOS, questo significa costi di consumo inferiori, meno tempi di inattività e un uso più efficiente delle polveri metalliche di alto valore, con un ritorno più rapido sull'investimento.

Perché è importante per i clienti EOS

Per i produttori che utilizzano le soluzioni EOS e AMCM per il metallo, l'integrazione della tecnologia di sagomatura del fascio significa cicli di produzione più rapidi, maggiore efficienza dei materiali e costi complessivi inferiori, senza la necessità di costosi sistemi multi-laser.

"Con la potenza all'avanguardia dei laser nLIGHT AFX, EOS Metal Solutions sta ridefinendo il futuro della produzione additiva. Stiamo superando i confini dell'innovazione dei materiali, migliorando significativamente la velocità di produzione e raggiungendo livelli di precisione che un tempo erano ritenuti impossibili".
Sebastian Becker, Responsabile Gestione Prodotti Metallo di EOS

Inoltre, la perfetta integrazione è un vantaggio fondamentale per i clienti EOS. Il Beam Shaping è progettato per funzionare all'interno dei flussi di lavoro EOS esistenti, il che significa che può essere implementato senza bisogno di una riqualificazione approfondita. 

Questo garantisce una facile transizione verso una maggiore produttività e una migliore qualità dei pezzi, sfruttando le conoscenze e l'infrastruttura esistenti.

Guardate il Beam Shaping in azione - Scaricate il libro bianco

Il Whitepaper di EOS sulla sagomatura del fascio nella produzione additiva fornisce approfondimenti, best practice e risultati supportati da ricerche su questa tecnologia rivoluzionaria. Che si tratti di migliorare la produttività, la stabilità del processo o le capacità dei materiali, la sagomatura del fascio è la prossima evoluzione dell'AM.

Scaricate oggi stesso il whitepaper e scoprite come EOS Metal Solutions, con i laser nLIGHT AFX, può trasformare i vostri processi AM.