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

15 APRILE 2025 | Tempo di lettura: 5 min.

Il settore della produzione additiva (AM) dei metalli sta entrando in una nuova fase, in cui i miglioramenti in termini di produttività ed efficienza non sono più limitati dai tradizionali profili di fascio gaussiani. Al contrario, la tecnologia di modellazione dinamica del fascio, basata sull'innovazione laser nLIGHT AFX®, supererà gli ostacoli e ridefinirà i confini del possibile.

Per i produttori che utilizzano le soluzioni metalliche EOS e AMCM, questa innovazione non è solo un miglioramento tecnico, ma un vero e proprio vantaggio competitivo. La modellazione del fascio garantisce una maggiore produttività, una maggiore stabilità del processo e una più ampia gamma di materiali utilizzabili. Ma come funziona e perché è così importante? Scopriamolo insieme.

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 in termini di costi grazie alla maggiore durata della polvere e dei filtri: come ha rilevato EOS nel corso delle proprie ricerche sull’IN718, la modellazione 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 EOS, ciò si traduce in minori costi dei materiali di consumo, tempi di fermo ridotti e un impiego più efficiente delle polveri metalliche di alto valore, garantendo un ritorno sull’investimento più rapido.

Perché è importante per i clienti EOS

Per i produttori che utilizzano le soluzioni metalliche EOS e AMCM, l'integrazione della tecnologia di modellazione del fascio comporta cicli di produzione più rapidi, una maggiore efficienza dei materiali e una riduzione dei costi complessivi, senza la necessità di costosi sistemi multilaser.

"Grazie alla tecnologia all'avanguardia dei laser nLIGHT AFX, EOS Metal Solutions sta ridefinendo il futuro della produzione additiva. Stiamo ampliando i confini dell'innovazione nei materiali, aumentando notevolmente la velocità di produzione e raggiungendo livelli di precisione che un tempo erano ritenuti impossibili".
Sebastian Becker, Responsabile della gestione dei prodotti metallici presso 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.

Scarica oggi stesso il white paper e scopri come le soluzioni EOS Metal Solutions, basate sui laser nLIGHT AFX®, possono trasformare i tuoi processi di produzione additiva.