Post-processo e trattamenti su componenti realizzati in metallo

Una fase importante della produzione in additive manufacturing è quella dedicata alle attività di post-processo. Per le produzioni in metallo, il nostro reparto di finitura interno svolge diverse attività utili a garantire il risultato atteso: dalla depolverazione all’elettroerosione, dalla verniciatura alla saldatura.

Depolverazione

A seguito dell’estrazione del pezzo dalla macchina si procede alla rimozione delle polveri residue. Si tratta di un’operazione cruciale, soprattutto quando sono presenti canali interni o fessurazioni, oppure quando il componente presenta geometrie complesse; nelle fasi successive, come il taglio o i trattamenti termici, la polvere residua potrebbe parzialmente sinterizzarsi, ed è dunque necessario procedere ad una rimozione accurata.
La depolverazione può avvenire in modo meccanico, oppure tramite appositi sistemi di soffiatura e vibro-rotazione a 5 assi.


Depolverazione

Distacco della piastra

Dopo la depolverazione si procede al distacco del pezzo dalla piastra di costruzione. Questa fase è resa più semplice se, nel corso della definizione del job produttivo, i supporti vengono correttamente progettati.
Un disegno corretto consente non solo di ottenere un distacco semplice e poco invasivo, ma anche di garantire un’adeguata dissipazione del calore nel corso della produzione così da evitare la formazione di tensioni residue e di deformazioni.


Distacco della piastra

Elettroerosione

Per il taglio del pezzo utilizziamo un sistema di elettroerosione con getto d'acqua che non prevede il bagno in vasca, ma che va a lavorare solamente sulla zona interessata.
Il processo risulta così più rapido rispetto ad una normale erosione ed evita la perdita di conducibilità. L’estrema precisione data da questo tipo di taglio consente di diminuire la quantità di materiale di supporto, di ridurre il tempo di stampa e, di conseguenza, di ridurre i costi al cliente finale.

Finitura del componente

La principale operazione che caratterizza questa fase è la rimozione dei supporti di costruzione attraverso operazioni manuali o talvolta anche CNC. Si procede poi alla sgrossatura del componente utilizzando abrasivi con diverse grane, frese fino ad arrivare alla lucidatura con feltro. In base alle specifiche del progetto, in questa fase è possibile utilizzare anche la burattatura.

Il risultato è una finitura pari a quella del processo micro-fusorio, caratterizzata da rugosità uniforme (Ra di 4/5µm); tutti i pezzi vengono rifiniti salvo specifica richiesta del cliente.

I pezzi verranno poi controllati all’interno del reparto controllo qualità al fine di certificare la fase di finitura.


Finitura

Sabbiatura

La sabbiatura consente di uniformare la superficie del pezzo e utilizza diverse tipologie di abrasivi come:

  • l’acciaio;
  • il corindone, particolarmente abrasivo, rende la superficie satinata e rimuove tutte le impurità;
  • la zirconia, che permette di ottenere una superficie molto lucida ed è un buon decontaminante; si utilizza spesso dopo la pallinatura con acciaio per eliminare i residui di ossido;
  • la ceramica.

L’abrasivo viene scelto in base alla finitura che si vuole ottenere, o, in alcuni casi, in base al metallo con cui è stato realizzato il pezzo.

Salvo specifica richiesta del cliente e ad eccezione delle protesi medicali, tutti i pezzi vengono sottoposti a sabbiatura.

Lucidatura, satinatura e spazzolatura

I componenti realizzati in additive manufacturing sono generalmente complessi nelle forme e maggiormente rugosi rispetto ad altri metodi produttivi. La lucidatura richiede, pertanto, una specifica preparazione e solo addetti esperti e appositamente formati possono occuparsi di questa attività.

La lucidatura può avvenire anche nei canali interni tramite apposite microspazzole che consentono di eliminare il pulviscolo parzialmente sinterizzato sul componente o attraverso sistemi di chemical milling.


Lucidatura

La satinatura e la spazzolatura conferiscono omogeneità estetica, la prima dando alla superficie un aspetto opaco, la seconda creando una finitura spazzolata.

Lucidatura, satinatura e spazzolatura sono attività manuali.
L’additive manufacturing viene utilizzato in larga parte per prototipi, pre-serie, e piccole produzioni e risulta per tanto poco conveniente l’adozione di soluzioni di industriali che possano sostituire la lavorazione manuale.

L’Additive Team di Zare comprende personale specializzato dotato delle tecniche e delle capacità manuali che consentono di ottenere un ottimo risultato sul pezzo prodotto in additivo.

Verniciatura

La verniciatura permette di definire il colore da RAL o da Pantone e può essere realizzata con polveri, a spruzzo oppure per cataforesi.


Verniciatura

Serigrafia e tampografia

Serigrafia e tampografia consentono l’applicazione di un layer di vernice in modo selettivo tramite telaio serigrafico. La serigrafia si utilizza su superfici piane, mentre la tampografia su superfici curve.

Marcatura laser

La marcatura laser viene impressa sui componenti e risulta particolarmente utile per il tracciamento dei pezzi, può essere realizzata anche su superfici curve.


Marcatura Laser

Integrazione additiva

L’integrazione additiva permette di sfruttare a pieno sia i vantaggi della progettazione in additivo che la precisione delle macchine CNC, integrando produzione additiva e sottrattiva. Integrazione additiva significa anche industrializzare il prodotto in vista di una produzione combinata.

Un esempio comune è la previsione, con relativo inserimento a disegno del pezzo che sarà prodotto tramite additive manufacturing, di prese specifiche per la macchina CNC così da ridurre i piazzamenti in macchina utensile e permettere di produrre in modo più preciso e veloce.

Integrazione additiva significa anche filiera corta, significa impostare al meglio ogni fase in modo che agevoli la successiva.

Quando si produce un pezzo tramite additive manufacturing, solitamente si predilige un orientamento che riduca i supporti con lo scopo di velocizzare la produzione e di ridurre il post-processo manuale.
Se, invece, è prevista una successiva lavorazione CNC, si andrà a prediligere un orientamento che annulli il rischio di deformazioni sul componente e agevoli la lavorazione tramite macchina utensile, migliorando la precisione del pezzo finale.

La ripresa meccanica risulta indispensabile quando le tolleranze sono strette, quando sono richieste finiture particolari o quando sono previste rugosità molto basse.


Integrazione Additiva

Filettatura e alesatura

Anche in componenti additivi è possibile collocare inserti, boccole, spine in base alle caratteristiche del progetto oppure realizzare filettature o alesature a dimensione nominale direttamente sul componente.

Impregnazione

L’impregnazione è un trattamento protettivo che permette di chiudere le microporosità del materiale garantendo una maggiore tenuta del componente.

Saldatura e incollaggio

La saldatura permette l'unione di due giunti mediante la fusione degli stessi, o tramite metallo d'apporto; viene usata principalmente la saldatura TIG.

L’incollaggio permette la giunzione fra più parti non tramite la fusione dei lembi, ma tramite collanti strutturali e richiede una progettazione ad hoc. Si utilizzano diversi tipi di collante, specifici per ogni applicazione (es. per l’ambiente marino, per applicazioni dove si richieda resistenza agli agenti chimici, ecc.).