I ricercatori del Politecnico di Milano hanno sviluppato un nuovo sistema Selective Laser Melting (SLM) in attesa di brevetto in grado di rimuovere gli strati difettosi durante un lavoro di stampa.
Soprannominato PENELOPE, questo prototipo di stampante 3D combina SLM con un sistema di rimozione per fornire una nuova soluzione all’intera catena di produzione. Secondo una tesi della professoressa Bianca Maria Colosimo e del professor Marco Grasso del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del Politecnico di Milano: “La stampa 3D mostra ancora alcuni limiti tecnologici da superare. Una delle principali sfide per la ricerca e lo sviluppo in questo settore è la necessità di migliorare la stabilità, la ripetibilità e la capacità dei sistemi di stampa. “
“Esistono diverse possibili fonti di errore e vari tipi di difetti – porosità interna, stress residuo, deformazioni geometriche, discontinuità microstrutturali, ecc. – che possono insorgere durante il processo, con un effetto negativo non solo sulla qualità e le prestazioni finali dei prodotti, ma anche su tempi e costi di produzione. Questo lavoro di tesi mira allo sviluppo del primo sistema di stampa additiva, garantendo una produzione giusta per la prima volta. “
Il sistema PENELOPE, che si dice sia il primo prototipo SLM con rimozione dei difetti in linea, comprende una mola e un carrello montati su un asse lineare, opposto all’asse Y. Il componente ruota ha una granulometria media di 120 µm, una velocità massima di 4.000 giri / min, un’alimentazione massima di 30 mm / se una profondità di taglio di 10-20 µm.
La video imaging a infrarossi in situ (IR) viene utilizzata per monitorare il pennacchio formato dall’evaporazione del materiale e dal riscaldamento del gas circostante. Inoltre, questa tecnologia presenta immagini pre / post esposizione, una capacità di 20 µm / pixel, nonché un sistema di illuminazione riconfigurabile, montato nella camera di costruzione della stampante.
Utilizzando il sistema di rilevamento e monitoraggio integrato, i difetti vengono identificati e rimossi, quindi viene ripresa la stampa, per una stampa impeccabile. I ricercatori hanno testato il sistema PENELOPE che ha rimosso efficacemente gli strati difettosi durante la produzione additiva.
Più recentemente, il pluripremiato produttore di materiali 3D CRP Technology ha collaborato con il Dipartimento di Scienze e tecnologie aerospaziali del Politecnico di Milano (PoliMi) per costruire dimostratori aeroelastici nella galleria del vento.
Oltre alla tesi, il professor Colisimo e il professor Grasso hanno scritto insieme “Un metodo di apprendimento statistico per il monitoraggio basato sull’immagine della firma del pennacchio nella fusione del letto di polvere laser”, pubblicato su Science Direct.