Guida WAAM
Integrazione end-to-end
Gestisci la pianificazione dei percorsi, il monitoraggio in tempo reale e l'analisi post-stampa in un'unica piattaforma integrata.
Controllo dinamico dei processi
Adattarsi alle variazioni termiche utilizzando i dati in tempo reale dei sensori per garantire la stabilità metallurgica.
Certificazione Streamline
Generare report 3D verificabili dai dati registrati per soddisfare i rigorosi standard industriali.
Che cos'è WAAM?
Guida completa alla produzione additiva ad arco elettrico
La produzione additiva ad arco elettrico (WAAM) è un processo di stampa 3D in metallo su larga scala che utilizza un arco elettrico per fondere un filo metallico e depositarlo strato dopo strato tramite un braccio robotico industriale, producendo componenti di dimensioni industriali a densità piena. Essendo la forma più veloce di deposizione diretta di energia (DED), la WAAM combina la collaudata tecnologia della saldatura ad arco con il controllo robotico dei movimenti e il monitoraggio in tempo reale del processo per creare parti quasi finite a velocità di deposizione di 2–15 kg/h, >10 volte più veloci rispetto alla produzione additiva basata sul laser.
Industrializzazione del WAAM
Il futuro dell'industria pesante
Oggi, la tecnologia WAAM di MX3D si è evoluta da innovazione di laboratorio a processo produttivo certificato e pronto per la produzione industriale in settori quali l'energia, la nautica, la difesa e le infrastrutture. Eliminando l'uso di utensili, stampi e matrici, offre un'alternativa rivoluzionaria alla fusione e alla forgiatura tradizionali, riducendo i tempi di consegna fino all'80% e raggiungendo un tasso di utilizzo del materiale pari a circa il 90%. In qualità di principale impianto di produzione WAAM in Europa, MX3D fornisce sistemi WAAM integrati sistemi WAAM, il software proprietario MetalXLe servizi di stampa su richiesta per passare dalla progettazione digitale a un componente metallico certificato in una frazione del tempo.
Poiché è possibile utilizzare filo per saldatura, gas e materiali di consumo standard, i costi operativi (OPEX) della tecnologia WAAM sono inferiori rispetto ad altre tecnologie di stampa 3D. Inoltre, i materiali sono disponibili in tutto il mondo a prezzi competitivi. Una macchina WAAM è composta da attrezzature di saldatura standard e da un robot industriale. Ciò garantisce un investimento iniziale (CAPEX) relativamente basso e una durata industriale di diversi decenni.
In questa guida
Scopri il processo completo di produzione additiva ad arco elettrico (WAAM), le sue applicazioni industriali e i suoi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali. Questa guida descrive inoltre in dettaglio la compatibilità dei materiali, l'efficacia in termini di costi e gli standard di certificazione industriale.
I nostri utenti WAAM
Inizia a creare con WAAM
Come funziona la produzione additiva ad arco elettrico?
Il processo WAAM segue un flusso di lavoro interamente digitale. Anziché asportare materiale da una billetta solida o versare metallo liquido in uno stampo, il WAAM costruisce i componenti partendo da zero utilizzando un sistema di deposizione agile e controllato da software, rendendolo ideale per la stampa 3D su larga scala di geometrie complesse in metallo.
Il processo WAAM passo dopo passo
- Progettazione CAD e ottimizzazione topologica: Il processo inizia con un modello 3D. Con la tecnologia WAAM è possibile riprodurre un progetto esistente che offre prestazioni pari o superiori a quelle di un componente realizzato mediante fusione. Tuttavia, gli ingegneri possono anche ricorrere all'ottimizzazione topologica per collocare il materiale solo dove è strutturalmente necessario, riducendo il peso del componente fino all'80% rispetto a quelli progettati in modo convenzionale.
- DPQ / DPS: L'utente del sistema MX3D WAAM seleziona un set di parametri calibrati e certificati, creato e testato per ogni specifica lega, al fine di garantire una qualità al 100% dopo la stampa.
- Scomposizione in strati e pianificazione del percorso utensile: Il modello 3D viene suddiviso in strati stampabili. Il software MetalXL WAAM calcola il percorso utensile robotico ottimale, tenendo conto dei parametri di saldatura, dell'accumulo termico e della prevenzione delle collisioni.
- Deposizione robotizzata: Un robot industriale (come il sistema MX3D M1 o MX) utilizza un arco elettrico per fondere un filo metallico standard, depositando il materiale fuso su una piastra di costruzione strato dopo strato. Le velocità di deposizione variano da 2 a 10 kg/h, a seconda del materiale e del processo ad arco utilizzato.
- Raffreddamento tra i passaggi e monitoraggio in corso d'opera: Il processo WAAM genera un calore significativo. I sensori integrati monitorano i dati termici in tempo reale, mettendo in pausa o regolando autonomamente il processo di deposizione per garantire che il materiale si raffreddi alla corretta temperatura interpassaggio, fondamentale per le proprietà meccaniche. Vengono utilizzati numerosi altri sensori e punti di rilevamento per verificare che la stampa avvenga entro i limiti stabiliti dall'ingegnere in base agli standard di qualità disponibili.
- Post-lavorazione (lavorazione CNC): Il pezzo ottenuto con la tecnologia WAAM presenta una superficie ondulata tipica di questo processo. Viene sottoposto a lavorazione CNC mirata sulle interfacce funzionali per raggiungere le tolleranze finali. A seconda dell'applicazione, le superfici così come stampate possono essere accettabili senza lavorazione.
- Ispezione e qualificazione: Prima della stampa, il cliente e il produttore concordano lo schema di qualificazione applicabile. Durante la stampa, tutti i parametri devono essere monitorati e registrati per la revisione. Il pezzo finito viene sottoposto a prove non distruttive (NDT), quali ispezioni a ultrasuoni o radiografiche, per convalidarne l'integrità strutturale rispetto a standard industriali quali ASME, API o DNV.
ARC DED
Processi di saldatura ad arco utilizzati nel WAAM
Sebbene il principio della deposizione di filo strato per strato rimanga invariato, la tecnologia WAAM può avvalersi di diverse fonti di alimentazione per la saldatura a seconda della velocità di deposizione richiesta, del materiale e della qualità del pezzo:
- GMAW (saldatura ad arco con gas inerte / MIG/MAG): Il metodo più comune e veloce utilizzato nella saldatura ad arco con gas di protezione (WAAM). Utilizza un elettrodo a filo consumabile e gas di protezione, raggiungendo velocità di deposito fino a 15 kg/h. Ideale per componenti in acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e alluminio.
- GTAW (saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera inerte / TIG): Utilizza un elettrodo di tungsteno non consumabile con filo alimentato separatamente. È significativamente più lento rispetto al GMAW, ma offre un controllo dell'arco eccezionale e una qualità superficiale superiore, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono un'elevata integrità. In genere, il WAAM con TIG viene confrontato con le soluzioni laser-filo, poiché entrambi presentano una bassa velocità di deposito simile ma una finitura superficiale raffinata.
- PTA (arco a trasferimento di plasma): Utilizza un arco al plasma ristretto per leghe specializzate come l'Inconel. Tuttavia, i suoi tassi di deposizione molto inferiori rispetto al GMAW e la maggiore complessità dell'hardware rispetto al GTAW ne limitano l'uso ad applicazioni di nicchia piuttosto che alla stampa industriale rapida su larga scala.
MetalXL
Il ruolo del software nel WAAM
L'hardware da solo non è in grado di produrre un pezzo WAAM certificato. Un sofisticato software WAAM funge da "cervello" dell'intero processo. La piattaforma MetalXL gestisce:
- Verifica di fattibilità: Prima di avviare una stampa, MetalXL verifica la stampabilità del pezzo.
- Pianificazione dei percorsi utensile Generazione di percorsi robotici privi di collisioni e ottimizzati per la distribuzione termica
- Gestione termica in tempo reale controllo delle temperature tra i passaggi
- Monitoraggio della qualità durante la lavorazione registrazione di ogni strato per garantire la completa tracciabilità digitale e la preparazione alla certificazione
- Controllo adattivo del processo regola autonomamente i parametri di saldatura in base ai dati forniti dai sensori
- Reportistica per consentire una stampa corretta, il software deve fornire un rapporto completo su tutti gli eventi chiave, le modifiche dei parametri e gli interventi.
Questo livello software è ciò che trasforma le apparecchiature di saldatura industriali standard in un sistema di produzione additiva di precisione.
Metodi di produzione additiva
I vantaggi della tecnologia WAAM rispetto alla produzione tradizionale
La rapida diffusione industriale della produzione additiva ad arco elettrico è determinata da vantaggi economici e operativi tangibili che la produzione sottrattiva e la fusione non sono in grado di eguagliare.
Fattore | WAAM (MX3D) | Filo laser DED (ad es. 2 kW) | Fusione tradizionale | Forgiatura tradizionale | Laser PBF (letto di polvere) |
Dimensioni del pezzo | 6 metri e oltre | < 2 meters typically | Limitato dalle dimensioni dello stampo e dello stabilimento | Limitato dalle dimensioni dello stampo e dello stabilimento | < 500 mm typically |
Velocità di deposizione | 2–15 kg/h | 0,5–2 kg/h | N/A | N/A | 0,1–0,5 kg/h |
Utilizzo dei materiali | circa il 90% (forma quasi definitiva) | circa il 90% (forma quasi definitiva) | Variabile (Rifiuti di finitura sottrattiva) | Basso (elevato rapporto acquisto/vendita) | 95%+ (con riciclaggio della polvere) |
Attrezzatura necessaria | Nessuno | Nessuno | Stampi, modelli e grande stabilimento | Matrici, presse e grandi stabilimenti | Nessuno |
Tempi di consegna (singolo articolo) | Da alcuni giorni a qualche settimana | Da alcuni giorni a qualche settimana | Da settimane a mesi | Da mesi a anni | Da alcuni giorni a qualche settimana |
Materie prime | Filo | Filo | Lingotti | Lingotti | Polvere fine (costo elevato) |
Peso massimo per pezzo | Da centinaia a migliaia di kg | Da decine a centinaia di kg | Da centinaia a migliaia di kg | Da centinaia a migliaia di kg | < 50 kg typically |
Tradizionale vs. WAAM
Quando il processo WAAM supera la fusione e la forgiatura
WAAM eccelle nella produzione su larga scala con volumi medio-bassi. Non richiedendo alcuno stampo, elimina i costi iniziali elevati e i lunghi tempi di consegna associati agli stampi e alle matrici tradizionali.
- Riduzione dei tempi di consegna fino al 90%: Mentre i tempi di consegna per la fusione o la forgiatura spesso si estendono da 6 a 18 mesi, la tecnologia WAAM consente di avviare la produzione near-net-shape il giorno stesso dell'emissione dell'ordine, con un risparmio di mesi o addirittura di un intero anno.
- Qualità: WAAM raggiunge regolarmente proprietà meccaniche pari o quasi pari a quelle dei prodotti forgiati e supera nettamente la qualità dei prodotti tradizionali realizzati mediante fusione.
- Sostituzione di ricambi obsoleti: Quando gli stampi originali vanno persi o i ricambi OEM non sono più disponibili, WAAM è in grado di ricreare i componenti direttamente da una scansione 3D o da un file CAD, eliminando i quantitativi minimi d'ordine.
- Velocità di deposizione senza pari: Con una velocità di deposizione compresa tra 2 e 10 kg/h per fonte di alimentazione, la tecnologia WAAM consente di produrre in modo economico componenti del peso di migliaia di chilogrammi. Le configurazioni multi-robot di MX3D moltiplicano questa velocità per una produzione ancora più rapida.
- Inventario digitale: Passaggio dallo stoccaggio fisico ai file digitali. Le "ricette" stampate possono essere utilizzate per produrre ricambi su richiesta in qualsiasi parte del mondo, riducendo drasticamente i costi di stoccaggio.
- Certificazione: WAAM è pienamente certificabile. MX3D sottopone regolarmente le stampe a rigorosi standard globali, tra cui DNV ST B203, API20S e ASME Sezione IX per le attrezzature a pressione.
- Ottimizzazione: L'ottimizzazione topologica consente un utilizzo di materiale notevolmente ridotto. Con un risparmio di materiale fino al 90%, la tecnologia WAAM riduce drasticamente i costi e l'impatto ambientale, aspetto particolarmente importante per leghe costose o difficili da lavorare come l'Inconel e il Duplex.
Tradizionale vs. WAAM
Limiti e considerazioni
Sebbene sia un metodo efficace, il WAAM non è una soluzione universale. Comprendere questi compromessi ti garantisce di scegliere il metodo di produzione più adatto:
- Finitura superficiale: Essendo un processo near-net-shape, il WAAM lascia una superficie nervata. Le superfici funzionali richiedono una lavorazione successiva per ottenere tolleranze strette, mentre le aree non funzionali possono spesso rimanere così come stampate.
- Produzione su larga scala: Per la produzione in serie di migliaia di pezzi identici, gli stampi di fusione ammortizzati rimangono più convenienti. Il processo WAAM è altamente competitivo per lotti da 1 a 200 unità.
- Gestione termica: La stampa di grandi parti metalliche genera tensioni residue. Ciò richiede un rigoroso raffreddamento tra i passaggi, gestito autonomamente da MetalXL, e occasionalmente un trattamento termico di distensione (SRHT) post-stampa.
- Resolution: With a minimum wall thickness of 2.5–3 mm, WAAM is unsuitable for extremely fine micro-features (< 1 mm). Laser PBF is better suited for high-resolution needs.
- CAD: WAAM richiede un file CAD 3D. Se disponete solo di un pezzo fisico o di disegni 2D, il team Print on Demand di MX3D può eseguire il reverse engineering o la scansione 3D del componente per creare il gemello digitale richiesto.
- Costo del filo rispetto alla billetta: A seconda della lega specifica, il filo per saldatura può comportare un costo delle materie prime più elevato rispetto alle tradizionali billette di fusione.
- Qualificazione: Sebbene gli standard WAAM siano in rapida espansione, alcuni codici normativi preesistenti non includono ancora i processi DED. Il team Qualità di MX3D è in grado di valutare e guidare attivamente la qualificazione dei vostri componenti specifici.
Materiali WAAM: quali metalli è possibile stampare?
Uno dei maggiori punti di forza di WAAM è la sua materia prima: filo per saldatura standard. A differenza delle costose polveri metalliche utilizzate nei sistemi laser, il filo per saldatura è facilmente reperibile, economico e supportato da decenni di dati metallurgici. Il WAAM è in grado di lavorare praticamente qualsiasi lega metallica saldabile.
Tutti i materiali MX3D sono sottoposti a rigorosi test e certificazione da parte di DNV, Lloyd’s Register e ASME per garantire che le proprietà meccaniche soddisfino o superino quelle degli equivalenti fusi o forgiati. Consulta la nostra guida completa ai materiali WAAM.
Materiali principali | Voti comuni | Caratteristiche principali | Applicazioni tipiche |
Acciaio al carbonio e acciaio bassolegato | ER70S-6, ER80S-D2, ER80S-Ni1, ER80S-Ni2 | Elevata resistenza, ottima saldabilità | Componenti strutturali, attrezzature per impieghi gravosi |
Acciaio inossidabile | 316LSi, 308LSi, 410NiMo, 17-4PH | Eccellente resistenza alla corrosione | Infrastrutture marittime, industria alimentare e chimica |
Duplex / Super Duplex | 2209, 2205, 2594 | Elevata resistenza allo snervamento + resistenza alla corrosione | Valvole per il settore petrolifero e del gas, industria chimica, offshore |
Inconel (leghe di nichel) | 625, 718 | Resistente alle alte temperature e all'ossidazione | Turbine energetiche, settore aerospaziale, componenti nucleari |
Alluminio | 5356, 2319, 5183, 4018, 4046, 6063 | Leggero, con un elevato rapporto resistenza/peso | Strutture automobilistiche, elementi architettonici |
Bronzo (leghe di rame) | CuSn₆, CuSi₃, CuAl₈, CuAl₈Ni₆, CuNi 70/30 | Elevata resistenza all'usura, anti-grippaggio | Eliche marine, cuscinetti per impieghi gravosi |
Settori e applicazioni
Dove viene utilizzato il WAAM?
La produzione additiva ad arco elettrico offre una soluzione fondamentale per la catena di approvvigionamento digitale ai settori che producono componenti critici, quali quello nucleare, della difesa, petrolifero e del gas, degli utensili e navale, consentendo loro di passare dallo stoccaggio fisico e dagli approvvigionamenti con lunghi tempi di consegna a una produzione su richiesta e guidata dal digitale. Bypassando gli utensili obsoleti e i tradizionali colli di bottiglia della produzione, la WAAM consente a settori come quello energetico, marittimo e delle infrastrutture di produrre localmente componenti certificati su larga scala. Questa transizione non solo riduce drasticamente i costi legati ai tempi di inattività, ma garantisce anche in modo fondamentale la sicurezza della catena di approvvigionamento per i componenti mission-critical.
Difesa
WAAM garantisce la prontezza operativa militare consentendo la produzione su richiesta di pezzi di ricambio obsoleti o difficili da reperire. Aggirando le vulnerabili catene di approvvigionamento globali, offre al settore della difesa l'autonomia strategica necessaria per assicurarsi componenti fondamentali per le missioni proprio quando servono.
Architettura e infrastrutture
La tecnologia WAAM libera gli architetti dai vincoli dei profili in acciaio standard. Consentendo la produzione di elementi strutturali ottimizzati dal punto di vista topologico e di geometrie organiche complesse, la tecnologia WAAM sta trasformando il settore delle costruzioni, come dimostrato a livello globale dal primo ponte in acciaio stampato in 3D ad Amsterdam. Ma anche un artista.
Automotive
WAAM accelera lo sviluppo dei veicoli grazie alla produzione rapida di prototipi strutturali di grandi dimensioni, attrezzature personalizzate e componenti in piccole serie. Gli ingegneri possono avvalersi dell'ottimizzazione topologica per consolidare i gruppi costruttivi e stampare strutture leggere che riducono il peso complessivo del veicolo senza comprometterne la resistenza meccanica.
Energia e offshore
WAAM elimina i tempi di consegna eccessivamente lunghi per i componenti energetici forgiati grazie a una produzione localizzata e su richiesta. Ciò riduce drasticamente i tempi di inattività per le piattaforme offshore e le raffinerie, mentre la partnership di MX3D con Framatome dimostra la sua idoneità per le esigenti applicazioni nucleari.
Settore marittimo e cantieristico
Che si tratti di produrre enormi eliche in bronzo o di sostituire rapidamente accessori dello scafo e componenti del timone danneggiati, WAAM aiuta le flotte marittime a mantenere la prontezza operativa. La possibilità di stampare parti certificate nelle vicinanze del cantiere navale riduce i ritardi nelle spedizioni e i tempi di fermo delle navi.
Produzione e attrezzature
I produttori utilizzano la tecnologia WAAM per stampare maschere personalizzate, dispositivi di fissaggio per impieghi gravosi e inserti per utensili. È inoltre particolarmente efficace per la riparazione degli stampi: consente infatti di applicare nuovo materiale sugli stampi usurati anziché realizzare uno stampo completamente nuovo, con un notevole risparmio in termini di tempo e costi.
WAAM vs. Stampa 3D a laser (PBF e Laser DED)
Per scegliere la tecnologia di produzione additiva metallica più adatta è necessario comprendere le differenze fondamentali tra i sistemi basati su filo e quelli basati su polvere, nonché tra l'energia dell'arco e quella del laser.
Fusione laser a letto di polvere (LPBF/PBF) utilizza un laser per fondere in modo selettivo polvere metallica fine all'interno di una camera sigillata. Sebbene la PBF offra una risoluzione eccezionale per parti piccole e altamente complesse (come impianti medici o pale di turbina), presenta dei limiti intrinseci:
La tecnologia WAAM opera in uno spazio aperto, consentendo di stampare componenti lunghi diversi metri a velocità fino a 100 volte superiori rispetto alla tecnologia PBF. Inoltre, con un investimento iniziale in hardware inferiore fino al 50% e costi operativi oltre 5 volte più convenienti rispetto ai sistemi basati sul laser, la tecnologia WAAM rappresenta la scelta economica più ovvia per i componenti industriali di grandi dimensioni.
Caratteristica | WAAM (Arco DED) | Laser PBF | Laser DED |
Volume di costruzione | Meter (praticamente illimitati) | < 500 mm | < 0.5 meter typically |
Velocità di deposizione | 2–10 kg/h | 0,1–0,5 kg/h | 0,5–2 kg/h |
Materiale di alimentazione | Cavo (economico, sicuro) | Polvere (costosa, pericolosa) | Polvere o filo |
Risoluzione | rugosità superficiale di 1 mm | elementi di 0,05–0,1 mm | rugosità superficiale di 0,5 mm |
Ideale per | Parti di grandi dimensioni, da semplici a mediamente complesse | Parti piccole e complesse | Parti di complessità medio-bassa |
Sicurezza | Si applicano le normali procedure di saldatura | È richiesta la massima cautela (rischi per la salute e pericolo di esplosione) | Elevato rischio per la sicurezza dovuto all'uso del laser |
Investimenti in beni strumentali (hardware) | Da basso a medio (fino al 50% in meno rispetto ai sistemi laser) | Molto alto | Alto |
Costi di stampa (OPEX) | Basso (più di 5 volte più economico rispetto alla produzione additiva con polveri o laser) | Molto alto (polvere costosa) | Alto |
Fili o polveri
WAAM vs. Stampa 3D a laser (PBF e Laser DED)
Costi
Il filo per saldatura costa molto meno della polvere metallica atomizzata, spesso 5-10 volte meno al chilogrammo.
Sicurezza
Il materiale di alimentazione in filo non comporta rischi di inalazione o di esplosione, a differenza delle polveri metalliche fini che richiedono sistemi di ventilazione specializzati, messa a terra e dispositivi di protezione individuale.
Efficienza dei materiali
Wire raggiunge un tasso di recupero del materiale quasi del 100% durante la stampa. I sistemi a polvere comportano una dispersione di materiale a causa della nebbia di verniciatura e richiedono infrastrutture di riciclaggio.
Disponibilità
Il filo per saldatura è un prodotto standardizzato a livello mondiale, disponibile presso decine di fornitori. La polvere metallica per la produzione additiva (AM) è spesso disponibile presso un numero limitato di fornitori e comporta lunghi tempi di approvvigionamento.
Il WAAM è conveniente? Analisi degli aspetti economici
Il ritorno sull'investimento della produzione additiva ad arco elettrico dipende da tre fattori: l'eliminazione dei costi di attrezzaggio, riduzione degli scarti di materia primae la riduzione dei tempi di consegna
Il costo esatto dipende dal tempo di lavorazione, dalla scelta dei materiali, dalla geometria del pezzo e dai requisiti di post-lavorazione. Adottando un approccio "near-net-shape", l'efficienza dei materiali raggiunge circa il 90%, evitando così gli ingenti sprechi che si verificano quando si fresa un pezzo da una billetta solida, dove fino al 90% della costosa materia prima può finire sotto forma di trucioli.
Per i pezzi singoli e i piccoli lotti, la tecnologia WAAM elimina l'investimento in attrezzature, compreso tra 10.000 e oltre 100.000 dollari, necessario per la fusione o la forgiatura. Evitando la necessità di ammortizzare costosi stampi su migliaia di unità, la tecnologia WAAM garantisce che i componenti industriali personalizzati e i pezzi di ricambio urgenti offrano un ritorno sull'investimento positivo fin dal primo pezzo.
Componente di costo | I vantaggi di WAAM |
|---|---|
Attrezzature | Zero — non servono stampi, matrici o modelli |
Spreco di materiale | circa il 10% di scarti (rispetto al 40–90% nella lavorazione CNC da billetta) |
Tempo macchina | Alte velocità di deposizione riducono i tempi di stampa |
Post-elaborazione | Solo le superfici funzionali richiedono una finitura CNC |
Inventario | I file digitali sostituiscono lo stoccaggio fisico |
Riduzione dei tempi di consegna | Lancio più rapido sul mercato = generazione più rapida di ricavi |
Standard e garanzia della qualità
I ricambi WAAM possono essere certificati?
Il sistema WAAM è ampiamente riconosciuto dalle società di classificazione internazionali poiché la sua certificazione si basa su un secolo di standard consolidati nel campo della saldatura ad arco. Di conseguenza, i componenti WAAM soddisfano o superano regolarmente le proprietà meccaniche dei loro equivalenti fusi o forgiati , consentendo a MX3D di ottenere con successo rigorose certificazioni industriali.
Tra i nostri standard di qualità figurano:
- Certificazione DNV Per componenti strutturali marittimi e offshore
- ASME Sezione IX Per le apparecchiature a pressione nel settore energetico
- API 20S Per componenti metallici realizzati con produzione additiva nel settore petrolifero e del gas
- Lloyd’s Register Per la classificazione dei componenti realizzati con produzione additiva
Standard e garanzia della qualità
Tracciabilità digitale
Grazie all'integrazione del monitoraggio digitale continuo del processo, MX3D garantisce la completa tracciabilità di ogni strato stampato. Ogni componente è accompagnato da un "digital twin" completo che registra tutti i parametri di saldatura, i dati termici e i risultati delle ispezioni, semplificando il processo di verifica e certificazione per i clienti finali.
Sei pronto a scoprire WAAM per il tuo progetto?
MX3D gestisce il più grande impianto di produzione WAAM d'Europa, con 15 sistemi robotizzati che garantiscono una produzione certificata 24 ore su 24, 7 giorni su 7, ad Amsterdam. Che abbiate bisogno di un sistema WAAM chiavi in mano per il vostro stabilimento o componenti ad alte prestazioni stampati su richiesta, il nostro team di ingegneri è pronto ad aiutarvi a ridurre i tempi di consegna, tagliare i costi e far crescere la vostra produzione.
Domande frequenti
Che cos'è la produzione additiva ad arco elettrico (WAAM)?
La produzione additiva ad arco con filo (WAAM) è un processo di stampa 3D su metallo su larga scala che utilizza un braccio di saldatura robotizzato per depositare il filo fuso strato dopo strato, producendo componenti di dimensioni industriali. Appartiene alla famiglia dei processi di produzione additiva basati sulla deposizione diretta di energia (DED) e viene impiegata per la produzione, la riparazione e la prototipazione di parti metalliche in diversi settori, tra cui quello energetico, marittimo, della difesa e delle infrastrutture.
Come funziona la produzione additiva ad arco elettrico?
Il processo WAAM funziona alimentando un filo metallico standard per saldatura in un arco elettrico (MIG, TIG o plasma), che fonde il filo e lo deposita su una piastra di costruzione. Un braccio robotico segue un percorso utensile generato dal software, costruendo il pezzo strato dopo strato. Dei sensori monitorano la temperatura in tempo reale per garantire proprietà costanti del materiale. Dopo la stampa, le superfici funzionali vengono lavorate con macchine a controllo numerico (CNC) per ottenere le tolleranze finali.
Quali sono gli svantaggi della produzione additiva ad arco elettrico?
Sebbene sia altamente efficiente per componenti di grandi dimensioni, la tecnologia WAAM produce una finitura superficiale ondulata che richiede una lavorazione secondaria a controllo numerico (CNC) sulle superfici funzionali. Richiede inoltre un'attenta gestione termica per ridurre al minimo le tensioni residue, offre una risoluzione inferiore (spessore minimo delle pareti di 3–8 mm) rispetto alla tecnologia laser PBF (0,1 mm) e non è economicamente vantaggiosa per cicli di produzione in serie su volumi molto elevati, superiori a diverse centinaia di pezzi identici.
Qual è la differenza tra GMAW e WAAM?
La saldatura ad arco con gas e filo (GMAW) è un processo di saldatura tradizionale utilizzato per unire parti metalliche già esistenti. La tecnologia WAAM si basa sullo stesso principio dell'arco e del filo, ma integra il controllo robotico dei movimenti e un software specializzato per depositare gli strati in modo sistematico, creando geometrie 3D completamente nuove partendo da zero, anziché unire semplicemente dei pezzi.
I componenti WAAM possono essere certificati per uso industriale?
Sì. I componenti realizzati con la tecnologia WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) ottengono regolarmente la certificazione da parte delle principali società di classificazione, tra cui DNV, Lloyd’s Register, ASME e API. Poiché la tecnologia WAAM si basa sui principi fisici consolidati della saldatura ad arco, i suoi percorsi di qualificazione si avvalgono delle norme di saldatura esistenti. MX3D ha fornito componenti certificati DNV per applicazioni nel settore marittimo ed energetico.
Quali materiali si possono utilizzare nel WAAM?
WAAM è in grado di stampare praticamente qualsiasi lega metallica saldabile, tra cui acciaio al carbonio, acciaio inossidabile (316L, 308L), acciaio inossidabile duplex e super duplex, Inconel (625, 718), leghe di alluminio, bronzo e altro ancora. Il materiale di alimentazione è un filo per saldatura standard, disponibile in tutto il mondo, a basso costo e supportato da decenni di dati di certificazione metallurgica.
Qual è il tasso di deposito del WAAM?
Le velocità di deposizione del WAAM variano in genere da 2 a 15 kg/h, a seconda del materiale, del tipo di processo ad arco (MIG, TIG o plasma) e della geometria del pezzo. Ciò rende il WAAM da 10 a 100 volte più veloce rispetto ai processi di produzione additiva basati sul laser (0,1–0,5 kg/h) e l'unico metodo di produzione additiva metallica sufficientemente veloce da consentire la produzione economica di pezzi del peso di centinaia di chilogrammi.
Qual è la differenza tra PBF e DED?
La fusione a letto di polvere (PBF) distribuisce un sottile strato di polvere metallica su una piattaforma di costruzione e utilizza un raggio laser o un fascio di elettroni per fonderla in modo selettivo, producendo parti ad alta risoluzione fino a circa 500 mm. La deposizione diretta di energia (DED), che include il WAAM, alimenta il materiale (filo o polvere) direttamente in una fonte di energia focalizzata (arco, laser o fascio di elettroni), consentendo la produzione di parti molto più grandi a velocità di deposizione più elevate, ma con una risoluzione inferiore. Il WAAM è la variante DED più veloce ed economica.
Qual è la differenza tra LPBF e WAAM?
La tecnologia LPBF (Laser Powder Bed Fusion) eccelle nella produzione di pezzi piccoli e complessi con dettagli fini (fino a 0,1 mm), ma è limitata a volumi di costruzione inferiori a 500 mm e a velocità di deposizione comprese tra 0,1 e 0,5 kg/h. La tecnologia WAAM è in grado di produrre pezzi di oltre 6 metri a velocità comprese tra 2 e 15 kg/h, utilizzando filo metallico a basso costo al posto delle costose polveri metalliche. La LPBF è ideale per staffe aerospaziali e impianti medici; la WAAM è progettata per grandi componenti industriali come recipienti a pressione, eliche e nodi strutturali.
C'è una differenza tra Cladding e WAAM?
No, entrambi utilizzano la stessa tecnica e gli stessi principi scientifici, una fonte di alimentazione per la saldatura e, in genere, un robot o un manipolatore industriale. I sistemi WAAM come l’M1 di MX3D sono in grado di scansionare qualsiasi superficie e di «stamparla» o «rivestirla». Poiché il software alla base di un sistema WAAM è in grado di gestire automaticamente geometrie più complesse, può gestire geometrie più complesse rispetto alla maggior parte dei sistemi di rivestimento. Inoltre, è possibile stampare in 3D elementi aggiuntivi su un pezzo (stampa ibrida) utilizzando la stessa macchina. Pertanto, un sistema WAAM può essere una macchina più flessibile.
Sei pronto a potenziare le tue capacità produttive?
Sia che vogliate potenziare la vostra struttura con un sistema WAAM chiavi in mano, sia che desideriate far realizzare componenti su richiesta dal nostro team di esperti, MX3D vi offre la qualità che state cercando.
