La lavorazione elettrochimica pulsata offre un post AM unico

28 settembre 2023

Condividi sulla tua rete:

Nella seguente notizia estesa, Kirk Gino Abolafia, Technical Marketing & Sales Manager presso Voxel Innovations Inc, discute l'uso della lavorazione elettrochimica pulsata (PECM) nella postelaborazione di componenti metallici fabbricati in modo additivo.

La crescita esponenziale della tecnologia di produzione additiva ha fornito vantaggi unici ai produttori, come la riduzione occasionale dei costi di produzione associati al consolidamento delle operazioni/l’eliminazione di assemblaggi complessi, nonché la riduzione degli sprechi di materiale rispetto alla produzione sottrattiva convenzionale. Inoltre, l’avvento dell’AM in metallo ha consentito una prototipazione rapida e un’iterazione della progettazione più rapida di un’ampia gamma di parti metalliche, inclusi alcuni componenti critici. Tuttavia, con l’aumento dei volumi delle parti a seguito dell’aumento della domanda di AM, le limitazioni minori della tecnologia vengono esacerbate.

Ad esempio, quando si considerano sia i requisiti di progettazione che quelli dei materiali delle parti all’interno di applicazioni critiche (ambienti con flusso di temperatura elevata o stress estremo), determinate tolleranze e caratteristiche potrebbero non essere ottenibili con l’AM da sola.

La domanda elevata di queste parti AM incentiva le aziende a trovare modi innovativi per ridurre le spese di produzione, a volte anche a scapito della qualità. Per ridurre i costi, i produttori di additivi stanno sacrificando la finitura superficiale, la risoluzione e le dimensioni delle caratteristiche per migliorare le capacità di produzione utilizzando strategie di scansione laser più veloci, polveri più grandi, linee di strati più spesse e altro ancora. In definitiva, ciò ha creato la necessità nel settore della produzione additiva di metodi di post-elaborazione convenienti e ripetibili per le parti metalliche.

Le aziende di produzione additiva dei metalli sono alla ricerca di un'operazione di lavorazione/post-elaborazione secondaria in grado di raggiungere una risoluzione e una qualità superficiale più elevate, riducendo al tempo stesso i costi di produzione in volumi elevati.

Questa notizia estesa discuterà di un processo unico di rimozione del materiale chiamato lavorazione elettrochimica pulsata (PECM), un processo in grado di ottenere superfici superfinite, piccole caratteristiche ed elevata ripetibilità su parti AM in metallo. In questo articolo discuteremo come funziona il processo e spiegheremo come il PECM può fungere sia da processo di lavorazione secondaria che da operazione di post-elaborazione per parti AM in metallo ad alto volume.

In breve, il PECM è un processo di rimozione del materiale senza contatto e non termico in grado di lavorare superfici superfinite e geometrie uniche su parti metalliche ad alto volume e, in alternativa, può fungere da lavorazione secondaria – o operazione di post-elaborazione – su metallo AM parti.

Invece di utilizzare l'attrito o il calore, il PECM utilizza l'elettrochimica per dissolvere il materiale del pezzo nella forma desiderata. Un fluido elettrolitico carico viene fatto scorrere all'interno di uno spazio microscopico tra lo strumento (catodo) e il pezzo in lavorazione (anodo), sciogliendo il materiale del pezzo in lavorazione ad una velocità proporzionale alla sua vicinanza al catodo.

Il processo si comprende meglio imparando quattro termini chiave:

Il PECM è in grado di garantire un'elevata ripetibilità grazie all'usura dell'utensile significativamente ridotta; non c'è calore o contatto nel processo. Inoltre, poiché il PECM riguarda solo la conduttività di una determinata parte (piuttosto che la durezza del materiale), può lavorare leghe resistenti come l'Inconel a una velocità simile al rame o all'alluminio.

Il processo viene utilizzato principalmente per la lavorazione di componenti aerospaziali e di dispositivi medici critici, inclusi scambiatori di calore Inconel, dispositivi ossei in nitinol, componenti a raggi X in molibdeno e pale di turbine.

Tuttavia, un’altra applicazione cruciale del PECM è la post-elaborazione di parti prodotte in modo additivo.

Per la maggior parte delle applicazioni, lo spessore medio della parete, la risoluzione e la qualità della superficie prodotti dalla produzione additiva non influiscono in modo significativo sull'adattamento, sulla forma o sulla funzione della parte. Tuttavia, in ambienti critici che richiedono che le parti abbiano maggiore resistenza alla fatica, qualità della superficie e tolleranze, la sola AM non può produrre parti ideali direttamente dalla macchina AM. Per migliorare queste caratteristiche, quindi, l’AM richiede generalmente un processo di lavorazione secondaria per applicazioni critiche.