Metal Binder Jetting: cos’è, come funziona, vantaggi e svantaggi

Il Metal Binder Jetting (MBJ) è un processo all’avanguardia che sfrutta le potenzialità della stampa 3D per creare oggetti metallici complessi e resistenti. Questa tecnologia sta ridefinendo le regole del gioco nel settore manifatturiero, combinando i vantaggi della stampa 3D con volumi produttivi più elevati rispetto ad altre tecnologie. Il MBJ apre nuove possibilità nel design e nella produzione di parti metalliche per una vasta gamma di settori tra cui l’aerospaziale, l’automobilistico, il medicale, il mondo della gioielleria e molti altri.

Come funziona il Metal Binder Jetting

Contrariamente ai metodi tradizionali di fusione e lavorazione dei metalli, il Metal Binder Jetting offre una soluzione efficiente e precisa per la produzione di componenti metallici caratterizzati da un design avanzato. Il processo inizia con la preparazione di un letto di polvere metallica molto fine (<PM10) che può essere composta da una vasta gamma di leghe metalliche tra cui acciaio, rame e titanio. Questo letto di polvere viene uniformemente distribuito su una piattaforma di costruzione all’interno di una camera di produzione. Successivamente, un legante liquido viene dosato e spruzzato sul letto di polvere metallica, legando insieme le particelle nelle aree corrispondenti al profilo del componente desiderato.
La stampante opera quindi strato dopo strato, con la piattaforma di costruzione che si abbassa di un piccolo incremento dopo ogni strato di polvere e legante, fino a quando il componente completo è stato realizzato. Una volta completata la fase di stampa il componente risultante, noto come “green part”, è tenuto insieme dal legante. Questo componente verde viene quindi sottoposto a un processo di sintering in un forno a temperature elevate. Durante la sinterizzazione, il legante viene rimosso e le particelle metalliche si fondono insieme, creando una struttura solida e densa con le caratteristiche metalliche desiderate.

Materiali impiegati

Per quanto riguarda i metalli, il Binder Jetting consente la produzione con una vasta gamma di leghe metalliche come acciai inossidabili, leghe di titanio, oltre a materiali speciali come superleghe di nichel, noti per la loro resistenza alla corrosione e alla temperatura. Consente la produzione di componenti in rame, ampiamente utilizzato nelle applicazioni elettriche ed elettroniche grazie alle sue eccellenti proprietà conduttive. Inoltre, è stata introdotta la possibilità di stampare anche con alcuni polimeri e poliammidi termoplastici, ampliando ulteriormente le potenzialità di questa tecnologia.

Vantaggi e svantaggi del Metal Binder Jetting

Il Metal Binder Jetting sta ridefinendo i limiti della produzione di componenti metallici, offrendo una serie di vantaggi:

• libertà di design: creazione di parti con geometrie complesse senza la necessità di stampi o attrezzature specializzate;
• velocità di produzione: produzione simultanea di più parti senza la necessità di lavorazioni complesse o attrezzature aggiuntive;
• risparmio sui costi: utilizzando solo la quantità di materiale necessaria per produrre il componente desiderato, si riducono gli sprechi e si abbassano i costi di produzione complessivi;
• personalizzazione e prototipazione rapida: i tecnici possono testare e ottimizzare i loro progetti in modo più rapido ed efficiente.

Tuttavia, il processo di Binder Jetting non è privo di sfide. Durante la stampa possono verificarsi problemi come distorsioni del componente. Quindi è fondamentale sapere controllare il processo e progettare in maniera non convenzionale, predeformando la geometria desiderata, e contrastare i fenomeni distorsivi che si manifesteranno durante la fase di sinterizzazione. Inoltre, un altro aspetto da non sottovalutare è quello relativo alla fase di depowdering, ossia la necessità di rimuovere la polvere non solidificata dopo la stampa.

di Giuseppe De Marco, Advanced Technology & Manufacturing Engineer, Kilometro Rosso

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