Alcuni ricercatori della University of Southern California hanno presentato il prototipo di una stampante 3D per la produzione di parti metalliche a partire da polveri, come nella sinterizzazione tradizionale, ma senza sistemi laser per la fusione delle polveri e seguendo un nuovo approccio denominato Selective Inhibition Sintering (SIS). Il SIS è stato studiato con lo scopo specifico di realizzare stampanti 3D a sinterizzazione di costo contenuto grazie al fatto che i sistemi laser si sostuiscono con una testina di stampa derivata da quelle delle normali stampanti a getto d'inchiostro.

Il modello 3D di un oggetto e la sua realizzazione in SIS

Il modello 3D di un oggetto e la sua realizzazione in SIS

Il Selective Inhibition Sintering è in un certo senso una stampa in negativo: non si interviene sulle polveri che vanno, una volta fuse, a costituire l'oggetto ma su quelle che non ne faranno parte. Nella stampante viene depositato il primo strato di polvere metallica (bronzo, nel caso del prototipo), su cui si muove una testina di stampa inkjet che "disegna" l'area immediatamente esterna alla sezione dell'oggetto per quello strato usando una soluzione chimica che inibisce la fusione della polvere metallica.

Completata la prima sezione si passa allo strato successivo e così via fino a quando non si sono tracciati i contorni dell'oggetto per tutte le sezioni. Il passo finale è la fusione delle polveri metalliche. Si colloca il blocco delle polveri trattate con il SIS in un forno dove, giunti alla temperatura di fusione, le parti che corrispondono al corpo dell'oggetto si fonderanno mentre quelle trattate con l'inibitore no, limitandosi a cristallizzare. Eliminandole si arriva all'oggetto metallico voluto.

Un modello 3D, il "disegno" tradizionale e quello in SIS, solo per i contorni

Un modello 3D, il "disegno" tradizionale e quello in SIS, solo per i contorni

Il SIS non è la prima tecnologia in cui un componente chimico viene depositato su polveri metalliche per "disegnare" l'oggetto finale. Per fare un esempio, ExOne lo fa da tempo con le sue stampanti M-Print e M-Flex. La differenza è che nel SIS la testina deposita un inibitore della fusione nelle parti immediatamente esterne all'oggetto voluto, mentre di solito si fa il contrario: depositare un catalizzatore della fusione (un binder, in gergo) sulle polveri che costituiranno l'oggetto.

Questa differenza, secondo i ricercatori che hanno sviluppato il Selective Inhibition Sintering, porta due importanti vantaggi: il processo è più veloce, perché la testina deve delineare solo i contorni dell'oggetto e non tutte le sue sezioni; il metallo che va a costituire l'oggetto è più puro, perché non è contaminato dal binder.

 

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