Massimizzare l’Efficienza con l’Additive Manufacturing Multi-Laser

Che cos'è l’additive manufacturing multi-laser? Possiamo definire la tecnologia Multi-Laser Additive Manufacturing da molti punti di vista diversi, ma prima di tutto possiamo dire che si tratta di un approccio trasformativo nel campo della stampa 3D industriale. Questo processo innovativo impiega più sorgenti laser nella tecnologia Powder Bed Fusion, una tecnica in cui un laser fonde selettivamente il metallo sotto forma di polvere per creare componenti con elevata precisione strato su strato. L'integrazione di più laser consente di lavorare nello stesso momento su più aree della piattaforma, consentendo così di ridurre significativamente i tempi di costruzione e migliorare la produttività. Non si tratta solo di un miglioramento incrementale: si tratta di un elemento essenziale quando si ha la necessità di più efficienza e produttività.

In Prima Additive, la nostra dedizione all'innovazione ci ha portato a un'esplorazione completa delle capacità di additive manufacturing multi-laser. Crediamo nell’importanza di sviluppare nuove tecnologie, e grazie alla nostra esperienza nel laser per il material processing riusciamo a offrire ai nostri clienti soluzioni di produzione senza pari. Il nostro team di ricerca e sviluppo ha trascorso innumerevoli ore a testare e perfezionare i nostri processi di produzione additiva multi-laser per garantire che soddisfino gli elevati standard di qualità e affidabilità che i nostri clienti si aspettano.

I vantaggi economici dell’additive manufacturing multi-laser sono sostanziali e sfaccettati. Impiegando più laser, esiste una correlazione diretta tra il numero di laser e l'aumento della velocità di costruzione, con conseguente riduzione dei tempi di produzione e maggiore produttività. Questo aumento dell'efficienza si traduce direttamente in un risparmio sui costi, in particolare per i cicli di produzione su larga scala in cui il tempo risparmiato si accumula rapidamente. Inoltre, la flessibilità offerta dalla produzione additiva multi-laser significa che i produttori possono adattarsi rapidamente alle mutevoli esigenze di produzione senza sacrificare la qualità o l'efficienza.
 

Inoltre, la possibilità di lavorare su più parti contemporaneamente o di lavorare con più laser su un'unica grande parte con dettagli complessi offre un approccio di produzione flessibile che può essere adattato a specifici obiettivi economici. Questa adattabilità è fondamentale in un mercato in cui personalizzazione e tempi di consegna rapidi sono sempre più richiesti. Molti studi dimostrano che i vantaggi economici di questo approccio all’additive manufacturing del metallo con tecnologie laser si estendono oltre la semplice velocità di produzione, allargandosi su altri aspetti quali, ad esempio, il minor consumo energetico.

Nell'ambito dell’offerta di Prima Additive, l’additive manufacturing multi-laser ci ha permesso di offrire soluzioni che consentono ai nostri clienti di avere un prezzo competitivo mantenendo l'alta qualità dei loro prodotti. Questa tecnologia è stata un punto di svolta per i nostri clienti, in particolare nei settori in cui la precisione e la velocità sono fondamentali. I nostri sistemi Multi-Laser sono stati fondamentali nella produzione di componenti per l'industria aerospaziale, automobilistica e medica, dove il margine di errore è minimo e la posta in gioco è alta.

In conclusione, possiamo dire che l’AM multi-laser non è solo un progresso tecnologico; È un asset economico strategico. Rappresenta un balzo in avanti nelle capacità produttive, offrendo livelli di efficienza e flessibilità senza precedenti. In Prima Additive, ci impegniamo a sfruttare tutto il potenziale di questa tecnologia per fornire ai nostri clienti le migliori soluzioni possibili per le loro esigenze di produzione.
 

Precisione e sfide nell’additive manufacturing multi-laser

La qualità della produzione nei sistemi per la manifattura additiva multi-laser è influenzata da una moltitudine di parametri tecnici. Secondo le analisi più complete disponibili, fattori come la potenza del laser, la velocità di scansione e lo spessore dello strato sono fondamentali. Ogni parametro deve essere controllato meticolosamente per garantire che i diversi laser multipli funzionino armoniosamente. Ad esempio, la potenza del laser deve essere sufficiente per garantire la corretta fusione del metallo, mentre la velocità di scansione deve essere regolata per mantenere la stabilità termica del materiale.  Lo spessore dello strato deve essere calibrato per bilanciare risoluzione e velocità di costruzione, un equilibrio delicato che è fondamentale per l'integrità del prodotto finale.

Inoltre, il ruolo dell’area di overlap nell’additive manufacturing multi-laser si rivela essere cruciale. L'area di overlap è il punto in cui i percorsi di più laser si intersecano o coprono la stessa area della piattaforma di stampa. Questa regione presenta sia sfide che opportunità. Una cattiva gestione di questa zona critica può portare a difetti come la porosità o la mancanza di fusione, mentre un controllo adeguato può migliorare significativamente la qualità costruttiva. Ad esempio, quando due laser operano in stretta vicinanza, le loro influenze termiche possono interagire in modi che possono influenzare la microstruttura e le proprietà meccaniche del componente finale. Pertanto, la comprensione e il controllo del gradiente termico nella regione di overlap sono essenziali per garantire una qualità costante in tutta la costruzione.

Una strategia di scansione ben progettata può mitigare i rischi associati alla all’overlap e può migliorare significativamente la finitura superficiale e le proprietà meccaniche del prodotto finale. Ottimizzando la sequenza e l'orientamento delle scansioni laser, è possibile ridurre il verificarsi di tensioni residue e deformazioni. 

Le soluzioni multi-laser di Prima Additive sono progettate affinché tutti i laser possano lavorare sull’intera area di lavoro, secondo un concetto di full overlap: per questo, ottimizzare le strategie di sovrapposizione è fondamentale per raggiungere il pieno potenziale dell’additive multi-laser. Coordinando attentamente i tempi e il posizionamento di ciascun laser, è possibile ridurre al minimo i potenziali effetti negativi che potrebbero presentarsi in situazioni di overlap. Ciò richiede sofisticati algoritmi software in grado di prevedere e compensare le complesse interazioni termiche che si verificano durante il processo di costruzione. Per questo motivo, abbiamo sviluppato insieme a Materialise un algoritmo in grado di gestire perfettamente il lavoro dei laser che lavorano contemporaneamente, ottimizzando il load balancing per avere sempre il miglior utilizzo possibile delle sorgenti laser e, soprattutto, per evitare tempi improduttivi, gestendo in modo ottimale il carico di lavoro dei laser coinvolti nel processo. In questo modo, i nostri clienti possono produrre più rapidamente parti con proprietà meccaniche uniformi e sollecitazioni interne minime.

Ottimizzazione dell’additive multi-laser

La decisione tra investire in un singolo sistema multi-laser o in diversi sistemi a laser singolo dipende da un'analisi approfondita delle esigenze di produzione. Non è sempre una scelta univoca: ogni scenario di produzione richiede un approccio su misura. 

Noi di Prima Additive abbiamo abbracciato con entusiasmo il paradigma multi-laser. I nostri sistemi all'avanguardia possono essere equipaggiati con uno, due o quattro laser che possono operare contemporaneamente sulla stessa area di costruzione. Questa capacità non solo riduce i tempi di produzione: la nostra tecnologia laser full overlap garantisce una copertura uniforme su tutta l'area di costruzione, essenziale per la produzione di parti con proprietà meccaniche costanti. Abbiamo investito in un software avanzato che controlla i percorsi laser con precisione, garantendo che le regioni di sovrapposizione siano gestite in modo efficace per produrre parti di altissima qualità.

Inoltre, non ci limitiamo a fornire soluzioni dotate di laser infrarossi, ma offriamo la possibilità di equipaggiare le macchine con tecnologia Powder Bed Fusion anche con laser verdi, che con la loro lunghezza d’onda corta (532 nm) si rivelano particolarmente efficienti nella lavorazione delle leghe altamente riflettenti. Grazie alle nostre possibilità di configurazione, è possibile installare sulle nostre piattaforme di macchina soluzioni multi-laser che coinvolgano solo laser infrarossi, solo laser verdi o entrambe le tipologie di sorgenti, come nel caso della Print Genius 150 Double Wavelength, equipaggiata con un laser IR e uno verde nello stesso sistema, in grado di lavorare alternativamente per la massima precisione su ogni materiale.

Noi di Prima Additive comprendiamo le complessità dell’additive manufacturing multi-laser e ci dedichiamo ad aiutare le aziende a sfruttarne appieno il potenziale. Incoraggiamo le aziende a contattarci per discutere di come questa tecnologia possa rivoluzionare le loro capacità produttive. Il nostro team di esperti è pronto a fornire una consulenza specializzata per determinare se questa tecnologia è la soluzione giusta per i tuoi prodotti. Esploriamo insieme le possibilità e portiamo il tuo processo di produzione al livello successivo.