Stampa 3D industriale: perché WAAM è pensata per la produzione

Note principali:

• Produzione certificata: la stampa 3D industriale è incentrata su applicazioni per impieghi gravosi e sulla metallurgia certificata per l'impiego in strutture offshore, navi, apparecchiature energetiche e sistemi di difesa.

• Dimensioni illimitate: a differenza delle soluzioni desktop o di prototipazione limitate a meno di 300 mm, la produzione additiva ad arco elettrico (WAAM) consente di stampare parti fino a 6 metri con il sistema M1, oppure di scalare le dimensioni all’infinito utilizzando configurazioni personalizzate.

• Elevata produttività: garantisce velocità di deposizione elevate comprese tra 2 e 8 kg/h, consentendo la produzione automatizzata continua, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, di componenti con un peso superiore a 20 tonnellate metriche.

• Rigorosi controlli di qualità: si va oltre i semplici controlli visivi per implementare rigorosi test non distruttivi (NDT), tra cui prove a ultrasuoni, radiografiche e con liquidi penetranti, al fine di soddisfare i rigorosi standard DNV, ASME e Lloyd’s Register.

• Ampia gamma di materiali: supporta un vasto assortimento di leghe standard per fili di saldatura disponibili in commercio, tra cui acciaio, acciaio inossidabile, Inconel, bronzo, rame e alluminio.

Cosa significa in realtà la stampa 3D industriale?

Comprendere le precise differenze operative tra la prototipazione e la vera stampa 3D industriale è fondamentale per la pianificazione della produzione aziendale.

Prototipazione vs. produzione additiva industriale

Fattore	Desktop / Prototipazione con stampa 3D	WAAM industriale (MX3D)
Dimensioni del pezzo	Meno di 300 mm	Fino a 6 metri con il sistema M1. Se la stampa viene suddivisa in più parti o se si utilizza il sistema MX, non vi sono limiti pratici di dimensioni, il che rende la stampa completamente personalizzabile in base alle dimensioni della struttura e allo spazio di installazione disponibile.
I materiali	Plastica, metalli in quantità limitata	Acciaio, acciaio inossidabile, Inconel, alluminio e altro ancora.
Velocità di deposizione	Misurato in grammi all'ora	2–8 kg/h.
Certificazioni	Di solito nessuno	DNV, ASME, Lloyd’s Register.
Modello di produzione	Funzionamento a lotti, solo durante il giorno	Produzione industriale ininterrotta 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Costo unitario	Costo di installazione contenuto, costo unitario elevato	Costi di avviamento elevati, ma costo unitario notevolmente inferiore con l'aumento dei volumi.
Controllo qualità	Ispezione visiva	Prove non distruttive (NDT): UT, RT, PT, MT.
Applicazioni principali	Prototipi, beni di consumo	Settori marittimo, della difesa, energetico e dell'industria pesante.

Stampa 3D industriale vs. fusione e forgiatura industriali

WAAM sostituisce direttamente la fusione e la forgiatura tradizionali in diversi scenari critici della catena di approvvigionamento:

• Produzione di componenti su larga scala, in piccole serie o pezzi unici altamente complessi.

• Produzione di componenti essenziali in assenza di attrezzature o stampi già disponibili.

• Sostituzione di ricambi urgenti soggetti a tempi di consegna molto lunghi da parte delle fonderie.

• Progettazione di componenti ad alte prestazioni in cui è richiesta la massima flessibilità progettuale.

Cosa significa realmente "qualità industriale" per WAAM

• Certificazione DNV: piena conformità ai rigorosi standard di ingegneria offshore e marittima.

• Conformità alle norme ASME: progettato dal punto di vista metallurgico per apparecchiature a pressione soggette a condizioni estreme e ambienti sottoposti a sollecitazioni elevate.

• Controlli non distruttivi (NDT): controlli a ultrasuoni (UT), radiografici (RT) e con liquidi penetranti (PT) applicati con rigore in ogni fase della produzione.

• Tracciabilità completa: registrazione digitale esaustiva dei numeri di riscaldamento dei fili, dei parametri di processo in tempo reale e dei dati relativi alla deposizione.

WAAM: il processo di stampa 3D in metallo industriale

Come funziona WAAM

La produzione additiva ad arco con filo metallico utilizza un robusto braccio di saldatura robotizzato per depositare il filo metallico strato dopo strato, realizzando strutture di grandi dimensioni con forma quasi definitiva. L'intero flusso di lavoro è controllato da un software appositamente sviluppato (MetalXL) che monitora in tempo reale i parametri di deposizione per garantire l'assoluta integrità strutturale e la precisione dimensionale.

Sistemi WAAM industriali M1 e MX di MX3D

Per consentire alle aziende di disporre di capacità produttive autonome e interne, MX3D fornisce sistemi robotizzati chiavi in mano per la produzione additiva in metallo (M1 e MX).

Specifiche tecniche dell'hardware

Caratteristica	Specifiche tecniche del sistema M1	Specifiche del sistema MX
Tipo di applicazione	Parti complesse di dimensioni medio-grandi	Parti di grandi dimensioni per impieghi gravosi
Volume di costruzione	Di grandi dimensioni per la sua categoria (2200 x 1400 x 1700 mm)	Completamente personalizzabile (>2000 mm)
Peso di costruzione	Fino a 750 kg (1.600 libbre)	Da 1.000 a 20.000 kg (da 2.220 a 44.000 libbre)
Scala di produzione	Medio-grande flessibile	Industriale su larga scala 24/7
Robotica	Braccio robotico ad alta produttività	Robotica estesa e ad alto carico
Fonte di alimentazione	Alimentatore integrato avanzato	Fonte di alimentazione industriale per impieghi gravosi
Integrazione dei flussi di lavoro	Completamente integrato con il flusso di lavoro proprietario MetalXL	Completamente integrato con il flusso di lavoro proprietario MetalXL
Controllo stampa	Monitoraggio avanzato e completamente tracciabile	Controllo industriale, completamente tracciabile
Configurazione	La migliore soluzione chiavi in mano	Configurazione completamente personalizzata
Componenti aggiuntivi disponibili	Scanner 3D, termocamera e raffreddamento attivo	Disponibile su richiesta
Gamma di materiali	Qualsiasi lega saldabile e configurazioni a fili multipli	Qualsiasi lega saldabile e configurazioni a fili multipli
Impronta	2600 x 3000 x 3300 mm	Di grandi dimensioni (>3000 mm in tutte le dimensioni)

Stabilimento produttivo di Amsterdam

• Ospita oltre 15 robot WAAM che operano ininterrottamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

• Gestisce un ambiente di produzione industriale interamente certificato DNV.

• Offre un'ampia gamma di servizi di controlli non distruttivi (NDT), tra cui UT, RT e PT, eseguiti sia internamente che tramite partner di ispezione certificati.

Accesso al WAAM industriale

Opzione 1: Ordinare ricambi certificati direttamente come servizio di produzione conto terzi presso lo stabilimento di MX3D ad Amsterdam.

Opzione 2: Acquistare un sistema M1 o MX per internalizzare l'intero processo di produzione automatizzato WAAM.

Applicazioni industriali della stampa 3D WAAM

Energia, petrolio e gas

La tecnologia WAAM viene impiegata per la produzione di recipienti a pressione pesanti, corpi valvola, flange di grandi dimensioni e collettori sottomarini. Grazie all’utilizzo di fili in acciaio duplex e super duplex ad alte prestazioni, questi componenti sono pienamente certificati DNV e ASME per ambienti difficili e soggetti a sollecitazioni elevate.

Settore marittimo e cantieristico

I costruttori navali utilizzano la tecnologia WAAM per la realizzazione di componenti strutturali di grandi dimensioni, parti di propulsione su misura e ricambi su richiesta, al fine di ridurre drasticamente i tempi di fermo delle imbarcazioni. I componenti vengono solitamente stampati utilizzando acciaio inossidabile SS316L di grado marino e acciai inossidabili duplex.

Difesa

La stampa industriale garantisce un'assoluta indipendenza dalla catena di approvvigionamento per i componenti critici nel settore della difesa. Consente la produzione rapida e su richiesta di pezzi di ricambio e di grandi elementi strutturali utilizzando leghe avanzate e acciai ad alta resistenza.

Automotive

Accelera lo sviluppo ingegneristico ad alte prestazioni grazie alla produzione di attrezzature di assemblaggio su misura, configurazioni di telai per prototipi di veicoli di grandi dimensioni e componenti strutturali rinforzati per veicoli pesanti.

Architettura e Costruzione

WAAM consente agli ingegneri strutturali di realizzare nodi strutturali in acciaio su misura, geometrie complesse a forma libera ed elementi architettonici unici direttamente a partire da coordinate digitali. La travatura ottimizzata e la terrazza della Veranda rappresentano esempi emblematici di ciò che è possibile realizzare con WAAM nell’ingegneria civile.

Produzione e attrezzature

Questa tecnologia è particolarmente indicata per la produzione di maschere pesanti su misura, dispositivi di fissaggio industriali, stampi di produzione, stampi specializzati e inserti complessi per prototipi, realizzati in carbonio e acciai per utensili di alta qualità.

Arte e Design

Consente la realizzazione di sculture metalliche complesse e personalizzate di qualsiasi dimensione, con possibilità progettuali illimitate. Il bar Cucuyo, la “Tresse Tower” alta 6 metri e la terrazza Veranda sono la prova perfetta della combinazione tra libertà geometrica e integrità strutturale.

Materiali disponibili per il WAAM industriale

I sistemi WAAM industriali su larga scala utilizzano fili di saldatura commerciali standard, ampliando così la gamma di leghe certificate a disposizione dei team di ingegneri.

Materiale	Principali impieghi industriali	Esempi di voti (aggiornati da MX3D)
Acciaio inossidabile e duplex	Settore marittimo, energetico, trattamento di fluidi chimici.	308LSi, 316LSi, Duplex 2209, Duplex 2205, Superduplex 2594, martensitico 410NiMo e a indurimento per precipitazione 17-4PH.
Alluminio	Sovrastrutture marittime, settore aerospaziale, architettura su misura.	2319, 5356, 5183, 4018, 4046 e 6063.
Inconel / Leghe di nichel	Ambienti ad alta temperatura, settori energetici specializzati.	Inconel 625 e Inconel 718.
Acciaio strutturale e acciaio al carbonio	Strutture portanti pesanti, edilizia industriale, attrezzature su misura.	Acciaio dolce: ER70S-6, ER80S-D2, ER80S-Ni1, ER80S-Ni2.   Ad alta resistenza: NiMo, NiCrMo, ER100S-G, ER110S-G, ER120S-G.   Altro: acciai maraging, acciai per utensili Fe3 e Fe8.
Bronzo e rame	Applicazioni nautiche, scambiatori di calore, boccole industriali, cuscinetti nautici e finiture architettoniche decorative.	CuSn₆, CuSi₃, CuAl₈, CuAl₈Ni₆ e CuNi 70/30.

Certificazioni industriali per WAAM

MX3D opera nel rispetto di rigorosi standard internazionali di qualità per garantire la conformità normativa nelle applicazioni critiche dell'industria pesante:

• Certificazione DNV: qualificazione completa dei materiali e dei processi per applicazioni offshore e marittime particolarmente impegnative.

• ASME: Conformità totale per apparecchiature soggette a pressioni elevate e applicazioni industriali sottoposte a sollecitazioni elevate.

• Lloyd’s Register: protocolli di certificazione rigorosi applicati ai componenti di grado marino e alle estensioni della durata di vita delle infrastrutture.

• PED (Direttiva sulle attrezzature a pressione): rigorosa conformità alle norme dell'Unione Europea per i componenti a pressione critici per la sicurezza.

• ISO 9001: sistemi di gestione della qualità garantiti in tutti i processi operativi, software e hardware.

Domande frequenti

Che cos’è la stampa 3D industriale?

La stampa 3D industriale consiste nella produzione automatizzata di componenti per impieghi gravosi e di livello industriale, realizzati con materiali certificati. A differenza della prototipazione desktop, questa tecnologia produce parti destinate all’uso finale per settori critici quali quello offshore, marittimo e della difesa, avvalendosi di robotica multiasse per realizzare componenti ad alta densità che pesano migliaia di chilogrammi.

Qual è la più grande stampante 3D industriale per metalli?

Gli impianti di maggiori dimensioni utilizzano la tecnologia robotizzata di produzione additiva ad arco elettrico (WAAM). MX3D impiega oltre 15 bracci robotici industriali montati su reti di guide lineari all’interno del proprio stabilimento di Amsterdam, consentendo la produzione continua di strutture metalliche monolitiche che si estendono per diversi metri senza limiti fisici legati alle dimensioni della camera di costruzione.

In che modo la stampa 3D in metallo industriale si confronta con la lavorazione CNC?

Mentre la lavorazione CNC è un metodo sottrattivo che genera un notevole spreco di materiale, il WAAM è un processo additivo che consente di ottenere una forma quasi definitiva. Riduce drasticamente i costi di acquisto delle materie prime, elimina i costi generali legati alle attrezzature personalizzate e offre una libertà geometrica complessa che la lavorazione sottrattiva non è in grado di eguagliare in termini di convenienza economica, in particolare per i pezzi di grandi dimensioni.

Quali materiali possono essere utilizzati nella stampa 3D industriale?

I sistemi WAAM industriali utilizzano fili di saldatura commerciali standard. Tra questi figurano acciai al carbonio ad alta resistenza, acciai inossidabili strutturali (come il 316L), acciai duplex e superduplex resistenti alla corrosione, alluminio leggero e superleghe di nichel come l’Inconel 625 e 718.

Quali certificazioni sono richieste per i componenti metallici industriali stampati in 3D?

I componenti critici richiedono una rigorosa convalida da parte di organismi indipendenti. A seconda del settore industriale, i componenti devono essere conformi alle norme DNV per il settore marittimo/offshore, alle norme ASME e PED per le attrezzature a pressione, alle norme del Lloyd’s Register per la cantieristica navale e devono soddisfare i requisiti generali del sistema di gestione della qualità ISO 9001.

La stampa 3D in metallo per uso industriale è conveniente?

Sì, in particolare nel caso di geometrie su larga scala, a basso volume o altamente complesse. Evitando l’uso di costosi stampi su misura, riducendo gli scarti di materia prima e accorciando i cicli logistici da mesi a settimane, la stampa 3D industriale elimina ingenti spese in conto capitale e limita i costosi tempi di inattività degli impianti nelle industrie pesanti.

Sei pronto a industrializzare la tua produzione?

Il passaggio dei vostri progetti di produzione pesante alla stampa 3D in metallo su larga scala richiede un partner esperto con comprovati successi sul campo. Sia che abbiate bisogno di ordinare direttamente componenti industriali robusti, sia che vogliate implementare una cella robotizzata automatizzata presso il vostro stabilimento, MX3D vi offre la tecnologia e le competenze certificate necessarie.

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