Produzione additiva ibrida per lavorazioni complete integrate

La costruzione di stampi e utensili, l’industria aerospaziale, il settore energetico e la meccanica generale richiedono sempre più sistemi produttivi in grado di combinare libertà geometrica, elevata precisione e ripetibilità dei processi. In questi ambiti, la produzione additiva sta superando la fase di prototipazione per essere integrata in produzione di serie, riparazione di componenti e applicazioni funzionali. Le macchine ibride, che uniscono processi additivi e sottrattivi in un’unica configurazione, rappresentano quindi un elemento chiave per l’industrializzazione dell’additive manufacturing.

DMG MORI ha sviluppato la seconda generazione del proprio concetto di produzione ibrida per rispondere a queste esigenze. Il sistema combina la saldatura laser a deposizione di materiale con la lavorazione simultanea multiasse, ampliando l’impiego della manifattura additiva verso la lavorazione completa di componenti complessi.

Sei processi integrati in un unico spazio di lavoro
La piattaforma ibrida integra sei processi produttivi: fresatura, tornitura e rettifica, affiancati da preriscaldamento laser, deposizione additiva tramite ugello a polvere e scansione 3D in-process. Questa integrazione riduce in modo significativo i tempi di attraversamento, eliminando fasi intermedie come la fusione, il trasporto esterno e le rilavorazioni con riposizionamento.

Rispetto alla generazione precedente, il volume di lavoro è stato ampliato in modo sostanziale. È ora possibile lavorare componenti fino a dimensioni di ø 840 × 350 mm oppure ø 680 × 400 mm, con un incremento fino al 170% dello spazio utile. In rapporto al volume di costruzione, ciò si traduce in una riduzione dei costi superiore al 70%, secondo i dati del costruttore.

Un nuovo ugello MultiJet consente una deposizione del materiale uniforme in movimento a cinque assi, indipendentemente dalla direzione di costruzione. Questa soluzione migliora la distribuzione della polvere e consente un aumento del tasso di deposizione del 35%, riducendo il costo per pezzo fino al 47%.




Componenti funzionali grazie alla lavorazione multimateriale
Oltre alla tecnologia laser a infrarossi, il sistema può essere equipaggiato con una sorgente laser blu. Questa opzione amplia la gamma dei materiali lavorabili includendo metalli altamente riflettenti come il rame e permette la realizzazione di gradienti di materiale all’interno dello stesso componente.

Ad esempio, il rame può essere depositato localmente per migliorare le prestazioni di raffreddamento nei nuclei degli stampi. Allo stesso tempo, è possibile creare transizioni controllate tra materiali duri e teneri o tra zone magnetiche e non magnetiche, conferendo proprietà funzionali mirate. La deposizione selettiva di materiali con durezza superiore a 60 HRC consente inoltre di evitare trattamenti termici aggiuntivi, aumentando la durata dei componenti e migliorando le prestazioni di utensili esistenti.

Stabilità di processo e tracciabilità digitale
Per garantire un’elevata stabilità di processo, il sistema integra funzioni avanzate di monitoraggio tramite sensori e telecamere. Una termocamera controlla la temperatura dell’area circostante e il preriscaldamento laser, mentre un sensore ottico calibra e monitora automaticamente il flusso di polvere.

Ulteriori telecamere osservano l’energia del bagno di fusione e la distanza di lavoro, contribuendo al controllo in anello chiuso della potenza laser. Tutti i dati di processo rilevanti vengono raccolti e visualizzati in forma di modello digitale 3D ordinato cronologicamente, supportando la tracciabilità, la documentazione e l’ottimizzazione del processo produttivo.

Gestione delle polveri e architettura della macchina
La gestione delle polveri avviene tramite contenitori sigillati in tre formati (0,5 l, 2,3 l e 5 l), conservati in atmosfera di argon per garantire sicurezza e qualità del materiale. Le particelle più fini vengono aspirate automaticamente durante le operazioni di manutenzione, mentre test di tenuta e sensori di livello possono essere integrati come opzioni.

La macchina si basa su una struttura rigida monoBLOCK, che assicura una precisione di posizionamento di 4 µm e una maggiore accuratezza volumetrica grazie ai sistemi di compensazione avanzati. Ampie porte di accesso facilitano l’ergonomia, il carico con gru e l’integrazione in soluzioni di automazione. Il sistema di controllo consente una gestione intuitiva dei processi ibridi, anche in fase di programmazione.

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