Il prossimo salto di innovazione nella produzione additiva di metalli

Progetto UE InShaPe

____ Monaco, Germania, 13 luglio 2022

In molti settori industriali, come quello automobilistico, aerospaziale o energetico, aumenta la richiesta di componenti metallici speciali, leggeri e ad alta resistenza. Le moderne turbine a gas, ad esempio, richiedono scudi termici estremamente stabili e allo stesso tempo leggeri. Un importante processo di produzione è il processo di fusione a letto di polvere di metalli con raggio laser (PBF-LB/M). A seconda dell'applicazione, il processo non è sempre competitivo rispetto alla produzione convenzionale in termini di costi unitari. Il progetto di ricerca e innovazione InShaPe, finanziato dall'UE con 6,8 milioni di euro, mira a dare un contributo decisivo all'ulteriore sviluppo della tecnologia. 

Sotto il coordinamento dell'Università Tecnica di Monaco di Baviera (TUM), dove si trova la cattedra di fabbricazione additiva basata sul laser, dieci partner provenienti da sette Paesi collaborano al progetto. Nella fusione a letto di polvere dei metalli, strati estremamente sottili di polvere metallica vengono applicati a una piattaforma di costruzione. Questo strato di polvere viene fuso da un raggio laser focalizzato e si lega allo strato di materiale sottostante durante la solidificazione. Questo processo viene ripetuto strato per strato fino alla creazione di un componente finito. Grazie alla struttura a strati, è possibile realizzare geometrie complesse e di peso ridotto. Dopo la rimozione della polvere in eccesso, il componente finito viene solitamente sottoposto a post-trattamento, a seconda dell'applicazione.

L'adattamento flessibile dello spot laser consente una produzione efficiente e conveniente

L'obiettivo del progetto europeo InShaPe, lanciato di recente, è quello di sviluppare ulteriormente la fabbricazione additiva basata sui metalli. Il processo di produzione migliorato si basa su un modulo ottico ad alte prestazioni con distribuzione programmabile dell'intensità e su tecniche di intelligenza artificiale per determinare la forma ottimale del fascio per l'oggetto di destinazione, determinata ad esempio dal tipo di materiale e dalla geometria. InShaPe sviluppa anche un innovativo sistema di monitoraggio e controllo del processo per l'analisi della qualità che integra l'imaging multispettrale, ossia l'osservazione simultanea di luce di diverse lunghezze d'onda, nel settore della produzione additiva.

"La combinazione di queste due nuove tecnologie consente strategie di esposizione efficienti e avanzate, in modo che anche la produzione più impegnativa di componenti speciali complessi funzioni subito".
Prof. Dr.-Ing. Katrin Wudy della Scuola di Ingegneria e Design dell'Università Tecnica di Monaco.

Prof. Dr.-Ing. Katrin Wudy della Scuola di Ingegneria e Design dell'Università Tecnica di Monaco - Credito fotografico: EOS

InShaPe rende la produzione additiva a base di metallo più veloce, più economica e più sostenibile

Il consorzio si è posto l'obiettivo di sviluppare ulteriormente questa forma di manifattura additiva in una tecnologia di produzione di ampio respiro commerciale, che in futuro supererà i processi di produzione convenzionali come la pressofusione in termini di precisione e sostenibilità. Ciò è dovuto al fatto che l'adattamento della forma del raggio laser e le nuove opzioni di esposizione consentono un processo di produzione efficiente dal punto di vista energetico e dei materiali. Allo stesso tempo, l'innovazione di InShaPe mira a dimostrare la competitività della produzione additiva rispetto ai processi produttivi tradizionali in termini di costi unitari, flessibilità e volume di produzione. Il controllo e il funzionamento supportati dall'intelligenza artificiale dovrebbero consentire anche a lavoratori non altamente qualificati di utilizzare il nuovo processo.

L'obiettivo generale di InShaPe è quello di sviluppare ulteriormente e dimostrare un innovativo processo di fusione a letto di polvere per metalli (PBF-LB/M) per quattro applicazioni industriali nell'industria aerospaziale, energetica e automobilistica. Rispetto all'attuale stato dell'arte, si dovrebbero ottenere i seguenti vantaggi:

  • un tasso di produzione sette volte superiore
  • oltre il 50% di costi in meno
  • 60 per cento di consumo energetico in meno
  • 30 per cento di rifiuti in meno

A lungo termine, il successo dello sviluppo e della commercializzazione delle tecnologie InShaPe è destinato a rafforzare l'industria manifatturiera europea PBF-LB/M come fornitore leader di parti altamente complesse e a stabilire nuovi standard di eccellenza per i metodi di produzione digitali, efficienti dal punto di vista delle risorse e agili basati sul laser.

Informazioni sul progetto UE InShaPe

InShaPe è iniziato il 1° giugno 2022 e durerà fino alla fine di maggio 2025. Il progetto è portato avanti dall'Università Tecnica di Monaco di Baviera con altri nove partner provenienti da Francia, Germania, Israele, Italia, Paesi Bassi, Svezia e Spagna. Il progetto è gestito dalla Prof.ssa Dr.-Ing. Katrin Wudy, responsabile della cattedra di fabbricazione additiva basata sul laser presso l'Università Tecnica di Monaco. L'UE sostiene il progetto con 6,8 milioni di euro nell'ambito del programma quadro europeo per la ricerca e l'innovazione "Horizon Europe".

TUM-Componenti prodotti mediante fusione a letto di polvere - Credito fotografico: EOS

Steckbrief InShaPe

Nome del progetto: InShaPe (Accordo di sovvenzione n. 101058523) - Fabbricazione additiva verde attraverso la modellazione innovativa del fascio e il monitoraggio del processo
Durata: 06/2022 - 05/2025
Coordinamento: Università tecnica di Monaco, Germania  


Partner del progetto:

Coordinatore del progetto: Prof. Dr-Ing. Katrin Wudy, Università Tecnica di Monaco di Baviera
Programma: Horizon Europe
Importo totale del finanziamento: 6 EUR

Informazioni sull'azienda

 

EOS
EOS è il fornitore leader mondiale di tecnologia nel campo della stampa 3D industriale di metalli e polimeri. Fondata nel 1989, l'azienda indipendente è pioniera e innovatrice di soluzioni complete per la produzione additiva. Il suo portafoglio prodotti di sistemi EOS, materiali e parametri di processo offre ai clienti vantaggi competitivi cruciali in termini di qualità dei prodotti e di sostenibilità economica a lungo termine dei loro processi produttivi. Inoltre, i clienti beneficiano di una profonda competenza tecnica nell'assistenza globale, nell'ingegneria delle applicazioni e nella consulenza.

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Fonte: EOS