3D4BRASS: la prima stampante 3D per ottone

Ivano Corsini, a capo di Autebo e di 3D4MEC, ha realizzato 3D4BRASS, la prima stampante 3D Powder Bed Fusion specializzata nel processo di tutte le leghe d’ottone con percentuale di zinco inferiore al 45% e che non contengono arsenico.

3D4BRASS è nata dall’esigenza di Rubinetterie Bresciane Bonomi, azienda Leader nella produzione di rubinetterie e raccorderia, di creare velocemente componenti funzionali per la validazione di preserie. La sfida era quella di verificarne la fattibilità e riuscire a produrre i primi componenti in ottone, quindi, è da considerarsi una vera e propria rivoluzione nel mondo della stampa 3D. Rubinetterie Bresciane Bonomi si è rivolta a Ivano Corsini data la sua esperienza nella realizzazione di sistemi di stampa 3D industriali, specializzati nel processo di materiali specifici e dedicati alla produzione di componenti meccanici. Con 3D4BRASS, questo il nome della nuova stampante, a tecnologia Powder Bed Fusion (PBF) è possibile produrre direttamente ottone senza utilizzare altri materiali come la cera o il collante, diversamente da tutti gli altri metodi produttivi utilizzati fino ad oggi (basta fare una semplice ricerca su Google per scoprire che tutte le tecnologie utilizzate devono ricorrere a calchi e stampi, rallentando la produzione). Stampare in 3D non significa produrre lo stampo in 3D, ma produrre direttamente il componente finale, senza passaggi intermedi.

Componente interamente in ottone

Solo grazie alla tecnologia Powder Bed Fusion è possibile produrre un componente 100% ottone, fondendo assieme le particelle di polvere che, una volta consolidate, creano componenti con caratteristiche meccaniche idonee e funzionali ad una produzione meccanica. I test metallurgici effettuati sui pezzi ottenuti dimostrano che si raggiunge una densità pari o superiore a quella della billetta integra, prima del processo di atomizzazione. Fra tutte le tecnologie additive esistenti, solo la Powder Bed Fusion permette di ottenere componenti con un’altissima resistenza e una precisione di dettaglio fino agli 0.25 mm. Le tecnologie come la fusione a cera persa, ad esempio, non sono ideali per una produzione industriale poiché richiedono l’utilizzo di più passaggi produttivi e dispendiosi macchinari e per di più non permettono di produrre geometrie complesse come canali conformati, possibilità che 3D4BRASS, invece, garantisce.

Come funziona

Si parte da un file 3D ottimizzato secondo le regole dell’additive manufacturing in modo da mantenere solo il materiale necessario e ridurre i costi. Una volta caricato il file in macchina, 3D4BRASS produce il componente strato dopo strato, andando a consolidare il materiale solo nei punti strategici, senza spreco e con una risoluzione in Z di 50 μm. Stampato il componente, non resta che rimuoverlo dai supporti e applicare le opportune post lavorazioni, come la pallinatura o altri trattamenti, per ottenere componenti perfettamente funzionanti e pronti per essere montati in macchina o venduti. Mentre si effettuano questi lavori di post-produzione, la stampante 3D4BRASS ha già recuperato automaticamente la polvere non usata nella stampa precedente e può già cominciare un nuovo ciclo di stampa, snellendo il flusso produttivo.

Produzione di piccoli lotti e preserie

La tecnologia 3D4BRASS si adatta alla produzione di piccoli lotti e preserie e diventerà il cavallo di battaglia dei produttori di minuteria, gioielleria, rubinetteria, valvolame e di tutte le aziende che devono produrre oggetti di precisione. Diversamente dalla produzione di uno stampo che impiega vari passaggi produttivi e lunghe settimane di lavoro, con la stampante 3D4BRASS si velocizza la produzione perché si possono stampare più preserie di diverse geometrie e dimensioni in un unico ciclo di stampa che richiede poche ore. I componenti così ottenuti sono funzionali e già pronti per essere utilizzati e venduti. Con questa tecnologia non ci sono più limiti di design dati dagli stampi, ma si può modificare la geometria di ogni singolo pezzo liberamente e in poco tempo. Grazie all’additive manufacturing, 3D4BRASS realizza geometrie impossibili, ovvero componenti cavi al loro interno e composti da canali conformati, senza dover svuotare o togliere il materiale nelle post lavorazioni. L’area di lavoro della stampante 3D4BRASS, parte da 110 x 110 x 230 mm, ma è personalizzata in funzione delle esigenze produttive di ogni singolo cliente. Questo rivoluzionario metodo produttivo abbatte i costi di produzione perché riduce a zero gli sprechi di materiali, diminuisce i passaggi produttivi, smaterializza il magazzino che si ridurrà solamente ad un armadio per il mantenimento delle polveri e permette alle aziende di produrre i propri componenti on demand senza dover aspettare fornitori esterni. «Quando ho ricevuto la richiesta di Rubinetterie Bresciane Bonomi di verificare la fattibilità di leghe di ottone in stampa 3D PBF, ero al corrente del fatto che già in molti avessero provato a svilupparla senza successo. È stata una sfida importante, ma ero determinato a portarla fino in fondo, forte dell’esperienza maturata in questi anni di sviluppo di stampanti 3D industriali specialistiche. 3D4BRASS è stata realizzata seguendo CorSystem, il metodo produttivo che rende il processo di stampa 3D profittevole per una produzione meccanica, metodo su cui ho anche scritto un libro. Uno dei fattori determinanti per rendere un investimento in additive profittevole fin dal primo giorno è infatti quello di utilizzare solamente macchine specializzate nel processo di famiglie di materiali specifici, ecco perché 3D4BRASS è una stampante 3D industriale specializzata in ogni sua parte nella produzione di leghe di ottone, e abbiamo escluso volutamente tutte le altre leghe metalliche», dichiara Ivano Corsini.

Vantaggio competitivo

Le aziende che adotteranno la stampante 3D4BRASS avranno un grosso vantaggio competitivo rispetto a chi continuerà a sfruttare i vecchi metodi produttivi poiché potranno disporre di prototipi funzionali in poche ore, velocizzando il lead time, aumentando i margini sulla produzione e accorciando i tempi di risposta verso i loro clienti. 3D4BRASS è una stampante 3D industriale personalizzata e prodotta su commessa, per questo motivo non è disponibile un vero e proprio catalogo, dato che ogni 3D4BRASS è unica. La filosofia produttiva prevede uno studio approfondito, basato su dati analitici e proiezioni economiche, per la corretta implementazione di una stampante 3D per metalli all’interno di un flusso produttivo meccanico, e non un mero acquisto alla cieca di un macchinario. Questa analisi, effettuata per ogni singolo cliente e già attiva per i clienti dell’altra stampante 3D4STEEL di casa Corsini, prende il nome di “Percorso 3D4YOU” che permette di provare la stampante 3DBRASS ancora prima di comprarla. La stampante 3D4BRASS sarà disponibile sul mercato a partire dal Q3 del 2021 e avrà un prezzo di vendita che si aggirerà intorno a 400.000 euro. Sarà possibile iniziare l’iter di preordine e di valutazione della tecnologia (percorso 3D4YOU) già da gennaio 2021.