Nel suo best seller pubblicato nel 2000, Malcolm Gladwell definisce un punto critico come "il momento di massa critica, la soglia, il punto di ebollizione".
In base a tale definizione, la stampa diretta in metallo (DMP) è sull'orlo di un punto di svolta, poiché si muove rapidamente dalla prototipazione alla produzione per applicazioni di vitale importanza, avverse al rischio, dei settori aerospaziale e difesa, dove nulla è lasciato al caso.
Un esempio di questo approccio ormai consolidato è la partnership a lungo termine tra 3D Systems e Thales Alenia Space, tesa a sfruttare la tecnologia DMP per la produzione di componenti aerospaziali.
Thales Alenia Space, con sede a Tolosa, Francia, è uno dei principali fornitori di componenti aerospaziali al mondo, che nel 2014 ha registrato un fatturato superiore a 2 miliardi di euro. L'azienda conta 7.500 dipendenti in otto paesi e opera nei settori telecomunicazioni spaziali, astronautica, osservazione della Terra, esplorazione e infrastrutture orbitali.
La collaborazione tra 3D Systems e Thales Alenia Space è incentrata sulla produzione di staffe per antenne (190 x 230 x 290 mm) destinate a un satellite geostazionario per telecomunicazioni. La stampa diretta in metallo è convalidata e pienamente disponibile per i componenti aerospaziali in titanio di Thales Alenia Space. Oggi, per determinati prodotti come ad esempio i satelliti, l'80% delle parti in metallo viene realizzata mediante la stampa 3D, che sostituisce i metodi di produzione tradizionali.
Competenza, rapidità ed efficienza
Thales Alenia Space ha collaborato con il team del servizio di produzione su richiesta di 3D Systems in Belgio per progettare e costruire le staffe LaserForm Ti Gr5 (A) e garantire che tutti i requisiti di qualità e le tolleranze fossero soddisfatti.
3D Systems On Demand, che offre un servizio dalla progettazione 3D alla produzione, è il principale fornitore mondiale di parti personalizzate uniche. Offre preventivi online immediati, competenza nella progettazione e nella stampa 3D, nonché una comprovata assistenza alla rilavorazione meccanica per realizzare componenti aerospaziali convalidati.
Thales Alenia Space e 3D Systems hanno collaborato al fine di applicare l'ottimizzazione della topologia al processo di stampa 3D, secondo un approccio orientato alla progettazione per la fattibilità. L'ottimizzazione topologica consente di determinare la disposizione più efficiente del materiale, affinché soddisfi con esattezza le specifiche prestazionali della parte. Prende in considerazione lo spazio concesso, i carichi da movimentare, le condizioni limite e altri fattori ingegneristici fondamentali.
Le quattro staffe destinate al satellite hanno richiesto una progettazione personalizzata, poiché sono montate sui bordi del riflettore dell'antenna e avvitate su una superficie sagomata.
Tecnologia di comprovata efficacia
Le staffe per antenna sono state costruite da 3D Systems con la macchina ProX DMP 320, progettata specificamente per la produzione di parti in metallo per uso intensivo. Questa macchina utilizza un'architettura completamente nuova, tale da semplificare la configurazione, offrendo la versatilità necessaria per produrre tutti i tipi di geometrie delle parti in titanio (gradi 1, 5 e 23), superlega di nichel e acciaio inossidabile 316L.
I moduli di produzione intercambiabili offrono maggiore versatilità delle applicazioni e tempi di inattività ridotti quando si passa da un tipo di materiale a un altro. Una camera di costruzione controllata assicura che ogni parte venga stampata con proprietà, densità e purezza chimica dei materiali.
I bassissimi livelli di O2 nella ProX DMP 320 comportano diversi vantaggi fondamentali: migliore conservazione della qualità delle polveri, assenza di micro ossidazione delle parti durante la stampa, minor rischio di corrosione interstiziale durante la stampa e proprietà meccaniche migliorate per le leghe sensibili all'O2 come il titanio.
Parti migliori nella metà del tempo
La competenza di 3D Systems unitamente alle funzionalità avanzate della ProX DMP 320 hanno prodotto esattamente quello di cui Thales Alenia Space aveva bisogno in circa la metà del tempo che sarebbe occorso con la produzione tradizionale.
Le staffe in titanio realizzate con la tecnologia DMP sono del 25% più leggere rispetto alle staffe prodotte con mezzi tradizionali e offrono un migliore rapporto peso/rigidità.
I costi di produzione sono stati ridotti considerevolmente e il tempo totale dall'ordine alla spedizione (inclusi preparazione dei file, stampa 3D, trattamento termico, finitura, fresatura CNC, analisi del controllo qualità, pulizia e tracciabilità dei dati) è stato di quattro-cinque settimane, rispetto alle 10 settimane richieste dai metodi tradizionali.
Rapida diffusione della tecnologia DMP
Le staffe di montaggio per antenne satellitari segnano solo l'inizio della collaborazione tra 3D Systems e Thales Alenia Space nell'ambito della stampa diretta in metallo (DMP). Nel 2015, 3D Systems ha prodotto più di 50 diversi componenti aerospaziali per i tre satelliti geostazionari per telecomunicazioni di Thales Alenia Space. Thales Alenia prevede di raddoppiare la produzione nel 2016 sfruttando la tecnologia DMP di 3D Systems, secondo quanto riferito da Florent Lebrun, uno specialista di produzione additiva per le applicazioni riguardanti le antenne.
La collaborazione tra 3D Systems e Thales Alenia Space dimostra che l'utilizzo della tecnologia DMP da parte di organizzazioni del settore aerospaziale e difesa di tutto il mondo è sempre più diffuso. Sembra che la DMP sia destinata ad assumere a breve un ruolo da protagonista accanto ai processi di produzione in metallo tradizionali.
