Rame e additive manufacturing: non tutti sanno che uno dei metalli più utilizzati nel mondo industriale, le cui proprietà non hanno davvero bisogno di presentazioni, può essere usato anche come materiale per realizzare prodotti con tecniche additive.
Ma usare il rame per la manifattura additiva non è propriamente una passeggiata: quando si parla di stampa 3D, infatti, il rame è un materiale ambivalente. Le sue particolari caratteristiche offrono una grande opportunità, ma al tempo stesso rappresentano anche degli ostacoli da superare.
Una volta superati gli ostacoli, però, le applicazioni in cui può essere impiegato con successo sono molte. Questa almeno è l’idea di EOS, azienda tedesca tra i principali attori nella stampa 3D di polimeri e di metalli a tecnologia sinterizzazione laser per i settori aeronautica, automotive, oil & gas e medicale, che proprio al rame, alle sue potenzialità e ai suoi utilizzi ha dedicato un webinar di approfondimento.
Un materiale “speciale”
Daniele Caviglia, sales manager della sede italiana, e Davide Zurro, consulente applicativo, hanno spiegato quali sono le caratteristiche intrinseche del rame, in particolare la sua conduttività – elettrica e termica – che lo rendono al tempo stesso interessante ma difficile da trattare.
Le sfide più importanti che riguardano il rame sono quattro, ha spiegato Zurro.
“Innanzitutto il materiale viene scelto appunto per la conduttività termica, ma questo crea dei problemi durante il processo di fusione. Poi la sua precisione: rispetto agli altri materiali viene creato un pozzetto di fusione che può essere fino a due volte più grande rispetto all’acciaio. La terza sfida riguarda la malleabilità: il rame è molto morbido, quindi va valutato l’impatto che questo ha nel processo. Infine l’ossidazione: la polvere si ossida facilmente e questo porta a un cambio di colorazione, quindi bisogna verificare che il cambio non significhi anche perdita di qualità”.
Ma come si usa il rame nei processi di manifattura additiva? “EOS utilizza il rame in tre diverse versioni”, ha aggiunto Caviglia. “Il rame puro, la lega rame-cromo-zirconio e la lega rame-nichel-silicio-cromo”.
La prima versione, ovvero il rame puro, è stata utilizzata da EOS per esempio nella produzione di motori elettrici mediante produzione additiva. “In questo caso le performance sono migliorate del 45%”, spiegano i tecnico EOS.
Nella versione lega rame-cromo-zirconio l’applicazione in camere di combustione monolitiche ha ottenuto ottimi risultati.
Nella terza versione, quella rame-nichel-silicio e cromo, sono stati realizzati dei componenti in ambito medicale, per sistemi utilizzati in sala operatoria.
“L’applicazione in cui abbiamo riscontrato maggior successo è senz’altro quello della tempra a induzione del piantone dello sterzo realizzata per Thyssenkrupp”, ha aggiunto Caviglia. “I costi di produzione sono stati ridotti, la zona di indurimento è risultata più omogenea, il surriscaldamento dei bordi è stato eliminato e con la stampa 3D l’induttore non ha un solo punto di saldatura, poiché l’anello stampato è avvitato sulla ganascia di connessione fresata”.
Secondo EOS, insomma, utilizzare il rame per la stampa 3D è già una possibilità consolidata, che attende solo nuovi settori applicativi per diventare più diffusa.
