Laser Powder Bed Fusion
Per prototipi funzionali e piccole serie ad alte prestazioni, con geometrie interne, alleggerimenti e consolidamento di più parti in un unico componente.
Dettaglio minimo : ± 0.2 - 0.5 mm
Dimensioni max di stampa: 400 x 400x 400 mm (variabili in funzione del materiale e della geometria)
Formati superiori disponibili su richiesta
La tecnologia
La LPBF (Laser Powder Bed Fusion) è una tecnologia di produzione additiva per realizzare componenti metallici direttamente da un modello 3D. Un laser ad alta potenza fonde selettivamente sottili strati di polvere metallica, creando parti dense, precise e adatte anche a impieghi strutturali.
È indicata per componenti complessi in alluminio, acciaio inox, titanio, leghe di nichel e cobalto-cromo, destinati a settori come automotive, aerospace, motorsport, medicale e industria.
Il processo
Il modello 3D viene orientato e preparato definendo supporti, parametri di stampa e strategia di fusione. All’interno della macchina viene distribuito un sottile strato di polvere metallica, che il laser fonde solamente nelle aree corrispondenti alla geometria del componente.
La piattaforma si abbassa e il ciclo si ripete strato dopo strato fino al completamento della parte. Dopo la stampa, il componente viene separato dalla piastra, rimosso dai supporti e sottoposto ai trattamenti necessari, come trattamento termico, sabbiatura, pallinatura o lavorazioni CNC sulle superfici funzionali.
I vantaggi
La tecnologia LPBF consente di realizzare componenti metallici complessi, resistenti e alleggeriti, difficili o impossibili da produrre con i processi tradizionali. Permette di integrare più funzioni in un unico pezzo, riducendo assemblaggi, saldature e potenziali punti di cedimento. L’assenza di stampi e attrezzature dedicate la rende particolarmente adatta a prototipi, componenti personalizzati e piccole serie, mentre la possibilità di recuperare la polvere non fusa contribuisce a limitare lo spreco di materiale.
Capacità e limiti tecnici
Parametro
Valore indicatico
Cosa deve sapere il progettista?
Volume massimo di stampa
Fino a 400 × 400 × 400 mm
Le dimensioni disponibili dipendono dalla macchina e dalla lega. I componenti grandi aumentano costi e rischio di deformazione.
Spessore del layer
20–60 μm
Layer più sottili migliorano dettaglio e finitura, ma aumentano tempi e costi di produzione.
Tolleranza dimensionale
±0,1–0,2 mm oppure ±0,2%
Accoppiamenti e superfici di precisione devono prevedere sovrametallo e successiva lavorazione CNC.
Spessore minimo delle pareti
0,4–0,8 mm
Le pareti sottili possono deformarsi. Per parti strutturali sono consigliati spessori maggiori.
Diametro minimo dei fori
Circa 1 mm
I fori piccoli possono risultare parzialmente chiusi; per diametri precisi è preferibile prevedere foratura o alesatura CNC.
Dettaglio minimo
Circa 0,2–0,5 mm
Testi, incisioni e piccoli rilievi devono essere dimensionati considerando orientamento e finitura successiva.
Diametro minimo dei fori
Circa 1 mm
I fori piccoli possono risultare sottodimensionati o parzialmente chiusi; quelli di precisione devono essere ripresi meccanicamente.
Rugosità superficiale
Circa Ra 6–15 μm
Le superfici rivolte verso il basso sono generalmente più rugose. Le aree estetiche o funzionali devono essere indicate.
Densità del materiale
Generalmente >99,5%
Le prestazioni dipendono dalla lega, dai parametri di processo, dall’orientamento e dai trattamenti termici.
Angolo minimo autoportante
Circa 45°
Superfici con inclinazioni inferiori richiedono normalmente supporti e successive operazioni di rimozione.
Supporti di stampa
Generalmente necessari
Servono ad ancorare il componente, dissipare il calore e limitare le deformazioni. Devono essere accessibili per la rimozione.
Canali interni
Diametro consigliato ≥2–3 mm
È necessario verificare che la polvere non fusa possa essere rimossa completamente, prevedendo aperture di ingresso e uscita.
Cavità chiuse
Non consigliate
Trattengono polvere metallica. Le strutture cave devono prevedere fori di evacuazione adeguati.
Parti mobili integrate
Gioco indicativo 0,5–1 mm
La polvere intrappolata e le superfici rivolte verso il basso possono impedire il movimento. La fattibilità va valutata caso per caso.
Sovrametallo per CNC
Circa 0,3–1 mm
Va aggiunto sulle superfici che richiedono tolleranze strete stret, tenuta, planarità o una rugosità controllata.
Deformazione termica
Dipende da geometria e materiale
Sezioni molto massicce, variazioni improvvise di spessore e geometrie lunghe e sottili possono accumulare tensioni residue.
Trattamenti successivi
Spesso necessari
Distensione termica, rimozione supporti e separazione dalla piastra sono normalmente previste; CNC, sabbiatura e lucidatura dipendono dall’applicazione.
Filettature
Preferibilmente lavorate dopo la stampa
Le filettature direttamente stampate sono possibili solo oltre determinate dimensioni, ma non garantiscono la stessa precisione di una lavorazione CNC.
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Post processi compatibili
Sabbiatura
Lucidatura
Verniciatura
Verniciatura metallizzata
Serigrafia
Tampografia
Stampa UV
Satinatura
Wrapping
Passivazione
Cerakote
Filettatura
Maschiatura
Foratura
Inserimento inserti filettati
Helicoil
Assemblaggio
Marcatura laser
Incisione
Numerazione seriale
Applicazione etichette
Assemblaggio kit
Nota: I post processi disposti possono variare in base al materiale scelto
E adatta al tuo prodotto?
Scegliere LPBF quando serve:
Riduzione di peso senza compromettere le prestazioni meccaniche
Integrazione di canali interni o geometrie non lavorabili
Produzione senza stampi prototipi e serie limitate
Valutare alternative quando:
La geometria è semplice e lavorabile rapidamente dal pieno
Servono grandi volumi con costo unitario molto basso
La superficie estetica deve essere pronta senza finiture aggiuntive
Confronta prima di scegliere
Esigenza
Geometrie interne complesse
Tolleranze strette dirette
Allegerimento topologico
Geometrie semplici
LPBF
Molto alta
Con riprese
Molto adatta
Possibile
CNC
Limitata
Molto adatta
Limitata
Spesso preferibile
PROGETTAZIONE E OTTIMIZZAZIONE
Il tuo componente è pronto per la LBPF?
Possiamo produrre direttamente dai tuoi file oppure affiancarti nella progettazione e nell’ottimizzazione del componente. Analizziamo geometrie, spessori, tolleranze e orientamento per migliorare prestazioni, producibilità e costi.
DOMANDE FREQUENTI
Prima di partire.
La LPBF (Laser Powder Bed Fusion) è una tecnologia di produzione additiva che utilizza un laser per fondere selettivamente sottili strati di polvere metallica. Il componente viene costruito direttamente dal modello 3D, strato dopo strato, ottenendo parti dense, resistenti e adatte anche ad applicazioni funzionali e strutturali.
LPBF è il termine generale che identifica la fusione laser di un letto di polvere metallica. SLM e DMLS sono denominazioni comunemente utilizzate per tecnologie appartenenti alla stessa famiglia. Dal punto di vista del cliente, contano soprattutto la lega impiegata, il sistema produttivo e la qualificazione dei parametri di processo.
I materiali più utilizzati comprendono leghe di alluminio, acciaio inox, acciai per utensili, titanio, Inconel, cobalto-cromo e Scalmalloy. La scelta deve essere effettuata considerando resistenza meccanica, peso, temperatura di esercizio, corrosione e trattamenti successivi.
I componenti LPBF possono raggiungere proprietà meccaniche comparabili a quelle dei materiali prodotti con processi convenzionali. Le prestazioni dipendono però dalla lega, dall’orientamento di stampa, dai parametri produttivi e dai trattamenti termici. Per applicazioni critiche, questi elementi devono essere definiti e verificati già in fase di progettazione.
Indicativamente, la LPBF consente tolleranze di circa ±0,1–0,2 mm oppure ±0,2%, in funzione delle dimensioni e della geometria. Sedi, accoppiamenti, filettature e superfici di precisione richiedono generalmente un sovrametallo e una successiva lavorazione CNC.
Il volume disponibile dipende dalla macchina e dalla lega selezionata. Indicativamente è possibile produrre componenti fino a circa 400 × 400 × 400 mm; dimensioni superiori possono essere valutate in funzione della geometria e degli impianti disponibili. I componenti grandi, massicci o sottili richiedono particolare attenzione alle deformazioni termiche.
I supporti ancorano il componente alla piattaforma, dissipano il calore e limitano le deformazioni durante la stampa. Dopo la produzione vengono normalmente eseguite la distensione termica, la separazione dalla piattaforma e la rimozione dei supporti. In base alle specifiche possono seguire sabbiatura, pallinatura, lucidatura, trattamento HIP o lavorazioni CNC.
Sì. La LPBF permette di produrre canali conformali, strutture reticolari e cavità interne difficili da ottenere con tecnologie tradizionali. È però necessario prevedere aperture adeguate per rimuovere completamente la polvere non fusa. Le cavità completamente chiuse sono quindi sconsigliate.
La LPBF è particolarmente vantaggiosa per geometrie complesse, componenti alleggeriti, canali interni e parti che integrano più funzioni. La CNC è generalmente più conveniente per geometrie semplici, tolleranze molto strette e componenti facilmente ricavabili dal pieno. Spesso la soluzione migliore combina stampa LPBF e finitura CNC.
La LPBF è indicata per prototipi funzionali, pezzi unici e produzioni in piccola o media serie, soprattutto quando la complessità geometrica giustifica il processo. Per volumi elevati è necessario confrontarla con CNC, fusione e altri sistemi produttivi, valutando investimenti, tempi e costo unitario.
Il costo dipende dalla lega, dal volume del componente, dall’altezza di costruzione, dalla quantità, dall’orientamento, dai supporti e dai post-processi richiesti. Anche la possibilità di distribuire più componenti nello stesso ciclo produttivo può influire sul prezzo unitario.
Sì. Attraverso un’analisi DfAM, Fenice verifica spessori, orientamento, supporti, canali interni, evacuazione della polvere e sovrametalli per le riprese CNC. L’obiettivo è rendere il componente producibile, ridurre rischi e costi e sfruttare concretamente i vantaggi della produzione additiva metallica.