Anche se la stampa 3Dcostituisce un vero prodigio del mondo hi-tech, come tutte le novità, può presentare difetti nel processo stesso così come nel prodotto finito. Ai ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory il compito di definire e individuare cosa succede esattamente durante il processo di stampa e dove intervenire per perfezionarlo.
La magia della stampa 3D opera con calore e temperature fluttuanti che possono causare tensioni residue compromettendo il prodotto finito. Prima di poter misurare le tensioni residue a livello di superficie è necessario studiare la problematica che affligge un processo capace di produrre prodotti innovativi che mirano a rivoluzionare il mondo.
La misurazione di questa tensione per riuscire a comprendere come prevenirla è esattamente il lavoro svolto da Amanda Wu e il suo team presso il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).
Una collaborazione fortunata quella dei ricercatori con il Los Alamos National Laboratory (LANL) per dimostrare la validità della propria ricerca e realizzare test utilizzando un metodo chiamato diffrazione dei neutroni (ND). Solo tre laboratori di ricerca federali negli Stati Uniti, infatti, possiedono la fonte di energia (nucleare) necessaria per portare avanti gli studi sulla diffrazione dei neutroni.
Grazie all’utilizzo di metodo tradizionale di analisi combinato con la correlazione delle immagini digitali ad alta tecnologia (DIC), i ricercatori hanno potuto misurare la tensione delle parti stampate in 3D con dati quantitativi, ricorrendo alle immagini del “prima e dopo” della parte interessata.
La tecnologia DIC insieme a un’attrezzatura dual camera permette poi di studiare gli effetti della temperature sui prodotti stampati in 3D, misurare la tensione residua esterna e localizzare il punto esatto in cui viene registrata la tensione. I risultati ottenuti sono sorprendenti e dimostrano la correlazione tra la tensione e la velocità e la potenza laser e come la regolazione della lunghezza (così come la rotazione) del laser di scansione vettoriale potrebbe controllare adeguatamente la temperatura e ridurre le distorsioni causate dalla tensione.
I risultati delle ricerche hanno permesso di analizzare come gli attori coinvolti nell’industria della stampa 3D potranno:
– calibrare i parametri di processo per ridurre la tensione residua durante la produzione;
– adattare le impostazioni laser (potenza e velocità) e di scansione (schema, angolazione di orientamento e sovrapposizioni) per realizzare parti più affidabili.
