Fabbricazione rapida ed efficace di piccole parti complesse
Alcuni scienziati hanno avviato il progetto Impala ("Intelligent manufacture from powder by advanced laser assimilation"), finanziato dall'UE, per sviluppare processi di fabbricazione rapida (RM) basati su laser. L'obiettivo era promuovere un notevole aumento del fatturato annuo tra le piccole e medie imprese (PMI) riducendo il tempo di fornitura del prodotto per parti complesse con caratteristiche su piccola scala (nell'ordine da micrometri a millimetri). I processi di RM creano una parte tramite stratificazione. I laser si possono usare per fondere piccole quantità di materiale in modo preciso e con un'immissione di calore minima. Il sistema Impala è composto da diversi componenti chiave che si occupano di automazione e controllo computerizzati dei processi di produzione con additivi laser (LAMP). Tramite progettazione assistita da calcolatore (CAD)/fabbricazione assistita da calcolatore (CAM) e controllo numerico computerizzato (CNC), il design viene trasformato in istruzioni di fabbricazione per controllare la sinterizzazione laser e i processi di deposizione di metalli diretta. Sono stati installati due sistemi Impala completi: uno utilizza la tecnologia delle polveri soffiate e l'altro la tecnologia a letto di polveri. Tre dimostratori prodotti per il progetto Impala hanno ottenuto una notevole riduzione dei tempi di ciclo rispetto alla produzione convenzionale. È stato prodotto un rivestimento per sede di valvola con un ciclo di 25 secondi usando il processo di deposizione laser. Una fabbricazione rapida e precisa che richiede un post-trattamento minimo e uno scarto di materiale assai ridotto ha consentito un risparmio previsto del 20% per parte. I partner hanno prodotto un ponte dentale Wilsident usando la tecnologia laser a letto di polveri con un impressionante tempo di ciclo di 30 minuti per parte. Attualmente questi componenti sono prodotti a mano e richiedono un notevole lavoro manuale e fino a due giorni per la consegna. Nonostante siano ancora necessarie delle finiture, la riduzione in termini di tempo è notevole. Infine è stato prodotto un bordo di entrata in metallo (MLE) usando la lavorazione e la fresatura laser con una notevole riduzione del tempo di ciclo, dello scarto di materiale e una diminuzione dei costi fino al 50 %. Impala ha dimostrato notevole vantaggi di LAMP in termini di tempo di ciclo, uso di materiale e costi, in particolare per piccoli lotti, componenti in miniatura e parti su misura. La tecnologia Impala facilita anche l'interruzione della produzione per strategie correttive. Si prevede che avrà un notevole impatto sui settori aerospaziale, automobilistico e medico, ma non solo.