Pezzi metallici stampati in 3D come parte di un processo integrato

Grazie alla tecnologia a letto di polveri, e in particolare a un impianto LASERTEC 30 SLM di DMG MORI, la società svizzera Femec ha incrementato il volume degli ordini.

di Giovanni Sensini

Fondata nel 1979 come piccola officina, Femec AG con sede a Wetzikon, in Svizzera, opera nel campo della produzione additiva dal 2014. Nel 2017 l’azienda ha installato un impianto LASERTEC 30 SLM di DMG MORI.
Femec è specializzata nella produzione di componenti complessi per la costruzione di macchine e impianti in generale, per l’industria automobilistica e la progettazione di gioielli grazie alla tecnologia a letto di polvere.
I pezzi sono finiti nel reparto di lavorazione ad asportazione truciolo, tra le cui macchine è incluso anche il tornio DMG MORI CTX beta 2000 TC. La gamma completa offerta dal produttore di macchine utensili e il concetto innovativo nella tecnologia a letto di polvere sono stati motivi decisivi per l’acquisto di LASERTEC 30 SLM. “L’additive manufacturing sta acquisendo sempre più importanza – anche nella produzione generale”, afferma Marc Zimmermann, che gestisce in seconda generazione la Femec AG assieme a sua moglie Marlen Zimmermann. “Ecco perché abbiamo ampliato le nostre opzioni di produzione verso questa direzione”.
Marc Zimmermann parla per esperienza, perché il volume degli ordini è aumentato costantemente in seguito all’investimento nella tecnologia a letto di polvere. “Grazie alla nostra esperienza nella lavorazione del metallo copriamo l’intero processo, dalla stampa 3D del pezzo metallico fino alla finitura finale”. Questo è esattamente ciò che rende la produzione additiva un fattore chiave di differenziazione. “Anche altri fornitori nel settore della produzione additiva si affidano alla nostra esperienza per le lavorazioni di finitura”.

Scanalature profonde, canali di raffreddamento e strutture a reticolo
Il valore aggiunto della stampa 3D di pezzi metallici sta nella libertà nella fase di disegno. I progettisti sono infatti in grado di creare componenti con cave profonde, canali di raffreddamento, superfici a forma libera e strutture a reticolo o a nido d’ape che non potrebbero essere prodotte utilizzando processi di lavorazione convenzionali. Grazie alla loro elevata densità, i pezzi in alluminio, acciaio e titanio sono stabili e hanno buone proprietà meccaniche. In effetti, grazie alla tecnologia a letto di polvere possono essere realizzati assemblaggi completi, tra cui i giunti mobili.
“Anche se molte superfici funzionali e alcune altre superfici richiedono processi di finitura, la produzione additiva rimane una modalità di lavorazione efficiente per produrre componenti estremamente complessi”, afferma Zimmermann a proposito della tecnologia. “Un altro motivo, ovviamente, è dovuto al fatto che lo sviluppo di macchine a letto di polvere è continuamente in evoluzione”.

Ottima gestione delle polveri
Marc Zimmermann trova nella LASERTEC 30 SLM di DMG MORI un buon esempio di questo continuo sviluppo. “L’impianto combina un innovativo concetto macchina con un ingombro ridotto”. Il sistema di gestione delle polveri integrato è stato un fattore decisivo per l’investimento: “Grazie al circuito chiuso delle polveri è possibile lo scambio della polvere senza contaminazione”. L’area di lavoro può essere pulita facilmente e comodamente senza bisogno di una maschera protettiva grazie al dispositivo di aspirazione interno. “Un cambio completo della polvere richiede in genere meno di un’ora”. Il sistema di gestione delle polveri della LASERTEC 30 SLM incrementa ancor di più l’efficienza della macchina. “Non dobbiamo riempire l’intera area di lavoro di polvere, che a volte è molto costosa”, spiega Zimmermann. “La quantità esatta di polvere di cui abbiamo bisogno viene trasportata dal serbatoio di polveri direttamente nell’area di lavoro. Il tutto in un’area di lavoro che misura 300x300x300 mm e ha una capacità di riempimento di 200 kg.

La giusta strategia laser per ciascun componente
La qualità dei pezzi dipende in gran parte dall’esperienza che Femec ha ora sviluppato in questo campo. “Le strategie laser hanno un grande impatto sulla precisione e sulla complessità dei pezzi, nonché sulla loro produttività”, spiega Zimmermann. Sulla LASERTEC 30 SLM è possibile lavorare pezzi con spessori di strato compresi tra 20 e 100 μm, a seconda delle qualità superficiali e della velocità di costruzione. “Lavoriamo con strutture di supporto sottili sotto i pezzi”. Ciò significa che i componenti possono essere semplicemente staccati dalla piastra portante senza la necessità di lunghe operazioni di taglio. Femec aiuta i suoi clienti anche nella progettazione di componenti. Marc Zimmermann afferma a tal proposito: “I dati CAD vengono generalmente forniti, ma siamo lieti di offrire consigli su come ottimizzare la produttività”. Per quanto riguarda il software, l’azienda si affida alla soluzione integrata di DMG MORI. I pezzi sono programmati sul PC utilizzando RDesigner, mentre ROperator gestisce il controllo di processo in macchina. “Ovviamente possiamo anche apportare correzioni al programma direttamente dal controllo”, aggiunge il CEO.

Ampia gamma di prodotti
La collaborazione con DMG MORI è iniziata nel 2016, quando Femec ha installato un tornio CTX beta 2000 TC, che è ancora utilizzato per la finitura di pezzi metallici stampati in 3D.Marc Zimmermann è lieto che DMG MORI abbia ampliato il suo portafoglio d’offerta con la LASERTEC 30 SLM dedicata alla produzione additiva: “La tecnologia a letto di polvere è ideale per i volumi degli ordini che abbiamo come produttore”. Anche l’ampia gamma di portfolio prodotti è un fattore di rilievo: “Così come noi siamo in grado di coprire un processo completo, allo stesso modo DMG MORI offre dalla sua ampia gamma la macchina più adatta per ogni settore”, conclude Zimmermann.

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