Formlabs è orgogliosa di presentare l'Alumina 4N Resin, il primo materiale di stampa 3D in ceramica tecnica accessibile, conveniente e ad alte prestazioni per le stampanti 3D stereolitografiche (SLA).
Per la prima volta, gli utenti potranno sfruttare la flessibilità del workflow e la libertà di design tipica della stampa 3D unite a un materiale in allumina pura al 99,99%, spianando la strada per una produzione intuitiva e conveniente di parti stampate in 3D in ceramica.
"Grazie alle sue configurazioni di produzione a basso costo, Formlabs apre un nuovo capitolo della produzione additiva in ceramica. L'ecosistema Formlabs è la soluzione perfetta per le aziende che desiderano stampare parti in ceramica direttamente in-house. Il motivo è la facilità di utilizzo della stampante, unita all'uso di software intuitivi e ai grandi volumi di stampa, soprattutto considerando il ridotto ingombro dell'apparecchio."
Dott. Malte Hartmann, ingegnere del settore sviluppo presso Bosch Advanced Ceramics, Grow Platform GmbH. Bosch Advanced Ceramics è un partner riconosciuto nell'ambito dello sviluppo per assemblaggi e componenti in ceramica, prodotti integrati e cicli di produzione specifici per i clienti di varie dimensioni e complessità.
Come Formlabs spiana la strada per il futuro dell'ingegneria ceramica
Guarda il webinar per scoprire come puoi stampare in 3D parti in ceramica con costi e tempi di produzione ridotti e maggiore libertà di design.
La nuova era delle ceramiche tecniche accessibili
Le stampanti SLA di Formlabs rendono la stampa 3D ad alte prestazioni affidabile, conveniente e facile da usare. Al rilascio di ogni nuovo materiale, queste qualità vengono ampliate a nuove applicazioni e settori, offrendo ai nostri utenti i mezzi per portare avanti l'innovazione e rendere possibile ciò che prima non lo era.
L'Alumina 4N Resin è la prima ceramica tecnica ad alte prestazioni alla portata di chiunque cerchi un workflow intuitivo ed economico, o di chi sta già usando le stampanti desktop della serie Form 3 e desidera aggiungere nuove applicazioni.
L'Alumina 4N Resin offre una resistenza termica estremamente elevata, mai vista prima nel mondo della stampa 3D.
Perché scegliere la stampa 3D in ceramica?
Riduzione dei costi e dei tempi di produzione
I metodi di fabbricazione tradizionali delle parti in ceramica includono costosi processi di slip casting, pressatura o stampaggio a iniezione. Questi workflow vengono solitamente eseguiti da fornitori esterni specializzati e richiedono attrezzature e competenze specifiche. I team di ingegneria e produzione che hanno bisogno di poche parti in ceramica sono costretti ad adattarsi a prezzi e processi che diventano convenienti soltanto per volumi elevati.
Come già accaduto per moltissimi altri materiali e applicazioni, la stampa 3D offre soluzioni anche a queste sfide, rendendo la produzione estremamente conveniente grazie alle stampanti SLA di Formlabs.
| Metodo di produzione in ceramica | Tempi di realizzazione | Costo per parte |
|---|---|---|
| Stampa 3D con l'Alumina 4N Resin di Formlabs | 8 - 15 giorni | 50 € - 500 € |
| Stampa 3D con altre stampanti 3D per la ceramica | 8 - 15 giorni | 300 € - 2500 € |
| Slip Casting | 3 giorni - 6 mesi | 50 € - 20 000 € |
| Pressatura | 2 - 12 mesi | 30 000 € - 500 000 € |
| Stampaggio a iniezione | 3 - 15 mesi | 50 000 € - 1 500 000 € |
Maggiore libertà di design
Inoltre, i metodi di produzione tradizionali impongono notevoli limitazioni al design: i workflow di fusione e stampaggio ostacolano la libertà di design e rendono difficile la produzione di componenti con sporgenze, canali interni, strutture reticolari e altre caratteristiche simili.
La flessibilità di design della stampa 3D offre nuove possibilità di innovazione ai settori che richiedono un'elevata resistenza termica e agli agenti chimici, come i settori aerospaziale e automobilistico. In queste applicazioni, basta un minimo cambiamento nel design per ottimizzare il flusso d'aria o di fluido, ma per le parti in ceramica tali modifiche sono spesso ostacolate dalle limitazioni al design imposte dai metodi tradizionali. La stampa 3D consente la produzione di parti in ceramica tecnica utilizzabili in ambienti estremi allo scopo di trovare il design migliore e creare caratteristiche complesse che non sarebbe possibile realizzare con la fusione o lo stampaggio.
Mola e fresa stampate in 3D con l'Alumina 4N Resin.
Le opinioni dei nostri tester beta
Svariati utenti dell'Alumina 4N Resin hanno riscontrato l'efficacia di questo materiale nell'ambito della produzione additiva in ceramica:
Air Force Research Laboratory
Il dipartimento Materials and Manufacturing Directorate dell'Air Force Research Laboratory sviluppa materiali, processi e tecnologie di produzione avanzate per componenti strutturali, elettronici e ottici di aeromobili, veicoli spaziali, missili, razzi e sistemi terrestri. Le sedi di produzione, le basi logistiche e i centri di comando operativo dell'Air Force basano il loro lavoro sulle competenze di questo dipartimento nell'ambito di materiali, controlli non distruttivi, assistenza ai sistemi e metodi di produzione avanzati per affrontare le sfide relative a sistemi, schieramenti di spedizione e operazioni.
"Abbiamo usato l'Alumina 4N Resin e la Form 3 per la prototipazione rapida di componenti per i motori a turbina e la ricerca sui materiali, creando parti estremamente difficili (se non impossibili) da realizzare con i metodi tradizionali di produzione in ceramica. Questa combinazione ci ha consentito di iterare i design in modo rapido e conveniente, senza dover aspettare la realizzazione di costose attrezzature. Inoltre, abbiamo usato l'Alumina 4N Resin e la Form 3 per produrre strutture di fissaggio personalizzate per i nostri forni. Una di queste strutture di fissaggio trattiene un campione composito con matrice in ceramica in un modo specifico all'interno del forno di cottura durante la sinterizzazione. Un altro utilizzo era legato alla produzione di crogioli di dimensioni specifiche per trattenere la polvere e le parti in posizione durante il deceraggio e la sinterizzazione. L'Alumina 4N Resin è straordinariamente facile da usare e si integra perfettamente nel nostro workflow. Risponde a un'esigenza del mercato e ha una barriera all'ingresso ridotta che ci permette di iterare rapidamente i design e produrre parti a costi relativamente bassi."
Benjamin Lam, ingegnere specializzato nella ricerca sui materiali presso l'Air Force Research Laboratory
Atlas Elektronik UK
Atlas Elektronik UK LTD è un'azienda di elettronica e sistemi per il settore navale e marittimo con sede nel Regno Unito. Grazie alla sua competenza negli ambiti dell'idroacustica, dell'ingegneria dei sensori e dell'informatica, è diventata il fornitore di riferimento per numerose marine militari e clienti civili in tutto il mondo.
"Questo nuovo materiale in ceramica di Formlabs ci aiuta a convertire parti esistenti alla produzione additiva. Il dissipatore di calore rappresentato in figura è caratterizzato da una forma semplice, ma la sua realizzazione può richiedere tempi di produzione fino a 3 settimane, che possiamo ora ridurre a pochi giorni. Inoltre, lavorando a un'altra applicazione, abbiamo avuto completa libertà di design che ci ha permesso di offrire al nostro dipartimento di ricerca e sviluppo soluzioni ottimali a problemi più complessi, legati alla resistenza all'usura e alle proprietà elettriche."
Kieran Smith, tecnico della produzione, Atlas Elektronik UK LTD
How Atlas Elektronik 3D Prints Technical Ceramic Parts with Formlabs
Learn how Formlabs and Atlas Elektronik use Alumina 4N Resin alongside traditional firing techniques to produce highly technical ceramic parts.
Applicazioni delle parti stampate in 3D in ceramica
Le ceramiche tecniche sono tipicamente usate nei settori che richiedono elevata resistenza elettrica, agli agenti chimici e al calore, come:
- applicazioni ad alta tensione
- parti di protezione termica
- strumenti di fonderia per la fusione dei metalli
- apparecchiature per fornaci e strumenti di fusione personalizzati
- prototipi ingegneristici funzionali che richiedono elevata resistenza elettrica, agli agenti chimici e al calore
| Proprietà meccaniche | Con sinterizzazione (misurazione) | Metodo |
|---|---|---|
| Resistenza alla flessione a temperature elevate (1270 °C) | 250 MPa | ASTM C-1211 |
| Purezza [%] | 99,99% | - |
| Densità relativa | 98,60% | ASTM C-373 |
| Coefficiente di dilatazione termica | 5 ppm/K | ASTM E-228 |
| Temperatura massima di lavoro | 1500 °C | - |
| Modulo di Young | 380 GPa | ASTM C-1259 |
In quanto materiale isolante resistente alle alte temperature, la ceramica è il materiale ideale per i test elettrici e per la realizzazione di parti quali isolanti, alloggiamenti e coperchi di connettori, morsettiere, isolanti per candele di accensione, attacchi elettrici e alloggiamenti o tubi isolanti. Per le imprese di ingegneria e i produttori, l'accesso a una ceramica tecnica che può essere personalizzata, testata e impiegata in modo conveniente con volumi ridotti può rendere il passaggio a questo materiale più semplice ed efficace.
L'utilizzo dell'Alumina 4N Resin per i supporti di produzione in fonderia e nei processi di fusione tradizionali rappresenta un'ulteriore opportunità per ottenere maggiore efficienza e risparmi economici. A prescindere dalle varie forme, dimensioni e conformazioni che possono assumere gli oggetti prodotti in modo tradizionale, i forni, le fornaci e le altre attrezzature rimangono gli stessi. Con l'Alumina 4N Resin, dime, fissaggi, apparecchiature per fornaci, ganci, attacchi e molti altri elementi personalizzati possono essere facilmente progettati e stampati in modo da inserire più parti in un forno, ottimizzare spazi e tempi e ottenere risultati di cottura più uniformi.
Nell'ambito della ricerca ingegneristica, un workflow per la produzione in ceramica tecnica che non necessita di ingenti finanziamenti e complesse procedure burocratiche può spianare la strada per l'innovazione nel campo dell'efficienza energetica, dei trasporti, del settore aerospaziale, della lavorazione di prodotti chimici e molto altro. La capacità di produrre parti in ceramica come attrezzature o strumenti in modo più rapido e conveniente pone i team ingegneristici in una posizione di vantaggio nello sviluppo di prodotti e processi capaci di rivoluzionare il modo di lavorare in questi settori.
Metallo versato attraverso un setacciatore stampato in Alumina 4N Resin.
Stampa in 3D di parti in ceramica con l'Alumina 4N Resin
Il workflow intuitivo delle stampanti SLA di Formlabs, unito all'utilizzo dell'Alumina 4N Resin, dà vita a un modo completamente nuovo di produrre parti in ceramica ad alte prestazioni, che prima era possibile soltanto esternalizzando a costosi fornitori di servizi o con apposite stampanti 3D per la ceramica dieci volte più care e dai workflow complessi.
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Stampa 3D: l'Alumina 4N Resin può essere stampata sulle stampanti Form 3/B/+ con strati da 50 micron. A causa della sua elevata resistenza allo stato grezzo, per rimuovere la parte dalla Stainless Steel Build Platform è necessario uno strumento di rimozione delle parti sottile, come una lama di rasoio.
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Lavaggio: dopo aver rimosso le parti dalla piattaforma, utilizza l'apposita Ceramic Wash Solution per pulirle, anche per i supporti con levigazione a umido. Il solvente può essere usato nei recipienti di lavaggio del Finish Kit o nella Form Wash.
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Deceraggio e sinterizzazione: rimuovi il solvente in eccesso con aria compressa prima di asciugare completamente le parti in un forno. Sposta le parti nel forno di deceraggio e sinterizzale nel forno per completare il processo. Per ottenere proprietà del materiale ottimali, segui nei dettagli le istruzioni del piano di cottura, disponibili a questo link.
Le parti stampate in Alumina 4N Resin devono essere sinterizzate in una fornace calda.
Un ponte per il futuro dell'ingegneria ceramica
Le parti e i prodotti in ceramica vengono utilizzati da millenni, ma con pochissimi cambiamenti nel corso del tempo. I settori moderni che utilizzano la ceramica per la sua elevata resistenza elettrica, al calore e agli agenti chimici sono frenati dai limiti imposti dallo slip casting, dalla pressatura o dallo stampaggio. Alcune stampanti 3D per la ceramica hanno messo in luce nuove possibilità, ma i relativi workflow restano fuori dalla portata di molte aziende a causa dei costi elevati e della loro complessità.
Con la stessa efficienza, facilità di utilizzo e convenienza che Formlabs ha già offerto per molti altri workflow, l'Alumina 4N Resin rivoluziona la produzione di parti in ceramica tecnica. Questo nuovo materiale di stampa 3D in ceramica tecnica dall'elevata purezza unisce il meglio della stampa 3D ai vantaggi dei materiali ad alte prestazioni, ampliando le possibilità in ogni settore.
Per saperne di più sull'Alumina 4N Resin o per discutere delle tue esigenze con degli specialisti, contatta il nostro team.
