La Direct Energy Deposition è una delle tecnologie di additive manufacturing del metallo più scalabili oggi disponibili. Consente la produzione di componenti strutturali di grandi dimensioni, geometrie near-net-shape e workflow ibridi all’interno di un’unica piattaforma.
Con la crescente adozione di leghe di titanio e alluminio nei settori aerospace, difesa ed energia avanzata, la capacità di processare metalli reattivi in modo sicuro e controllato è diventata un requisito strategico per l’industria.
I materiali reattivi offrono eccellenti rapporti resistenza/peso e ottima resistenza alla corrosione. Allo stesso tempo, sono altamente sensibili all’ossigeno e alla contaminazione atmosferica alle alte temperature. Durante la deposizione laser, anche un’esposizione limitata all’aria può generare ossidazione, alterazioni microstrutturali e perdita di integrità meccanica. Nel caso del titanio, l’assorbimento di ossigeno incide direttamente su duttilità e resistenza a fatica.
La lavorazione industriale tramite DED di leghe reattive richiede quindi un controllo atmosferico avanzato.
Architettura brevettata della camera inerte per DED industriale
AltForm affronta questa sfida con ZENIT, la piattaforma modulare robotizzata per Direct Energy Deposition configurabile con camera inerte integrata.
ZENIT può essere equipaggiata con una camera completamente sigillata progettata per creare un ambiente controllato a basso contenuto di ossigeno. Il sistema integra un’architettura brevettata di gestione del gas che introduce il gas inerte dal basso della camera di lavoro. Il flusso ascendente consente una sostituzione rapida e uniforme dell’aria, riducendo significativamente i tempi di inertizzazione rispetto alle configurazioni tradizionali.
La riduzione dei tempi di inertizzazione ha un impatto diretto sull’industrializzazione del processo. Non è necessario integrare un’anticamera separata prima della camera principale, con conseguente riduzione del footprint complessivo del sistema e ottimizzazione degli spazi in fabbrica. Per ambienti produttivi dove lo spazio è un fattore critico, questa soluzione rappresenta un vantaggio operativo concreto.
La configurazione in camera inerte è utilizzata principalmente per la costruzione da zero di componenti di grandi dimensioni in titanio o alluminio, dove il controllo dell’intero volume di lavoro è essenziale per garantire stabilità metallurgica e ripetibilità durante build prolungate.
DED per il titanio: produzione strutturale su larga scala
Le leghe di titanio, in particolare Ti-6Al-4V, sono ampiamente impiegate nei settori aerospace e difesa grazie alla loro elevata resistenza meccanica e alla leggerezza.
La Direct Energy Deposition consente la produzione di strutture in titanio di grandi dimensioni, rinforzi localizzati e componenti near-net-shape difficilmente ottenibili tramite lavorazioni sottrattive convenzionali.
La lavorazione all’interno di una camera inerte con livelli controllati di ossigeno permette di mantenere la stabilità microstrutturale e proprietà meccaniche ripetibili, fondamentali per applicazioni sottoposte a carichi ciclici o condizioni operative severe.
L’architettura robotizzata multi-asse di ZENIT consente inoltre la realizzazione di geometrie complesse mantenendo il controllo atmosferico sull’intero volume di lavoro.
Leghe di alluminio e strategie lightweight
Le leghe di alluminio come AlSi10Mg sono sempre più utilizzate in applicazioni lightweight nei settori aerospace, mobilità avanzata ed energia.
La DED permette la costruzione di componenti di grandi dimensioni, il rinforzo strutturale di parti esistenti e workflow ibridi di produzione.
Poiché l’alluminio forma rapidamente ossidi alle alte temperature, il controllo atmosferico è determinante per garantire qualità metallurgica e adesione ottimale tra strati. La camera inerte integrata in ZENIT fornisce le condizioni necessarie per una deposizione stabile e ripetibile su scala industriale.
Architettura modulare DED: polvere, filo o entrambe
La cella ZENIT è progettata come piattaforma modulare per Direct Energy Deposition.
Il sistema può essere configurato esclusivamente con DED a polvere, esclusivamente con wire DED oppure con entrambe le tecnologie integrate nello stesso impianto. La configurazione combinata consente lo switch automatico tra i due processi tramite cambio testa, con una logica simile al tool change di una macchina utensile tradizionale.
La DED a polvere offre flessibilità nella scelta delle leghe e nella possibilità di miscelazione dei materiali. La wire DED garantisce elevata efficienza del materiale e alimentazione pulita del filo.
Questa modularità consente di adattare la piattaforma alle esigenze produttive mantenendo la stessa architettura industriale.
Dalla validazione all’implementazione industriale
La lavorazione di materiali reattivi tramite Direct Energy Deposition non è semplicemente una sfida tecnica. È una sfida di industrializzazione.
ZENIT integra il controllo del movimento robotico, l’architettura della camera inerte, configurazioni di deposizione modulari e interfacce pronte per l’automazione in una piattaforma progettata per gli ambienti di produzione. L’attenzione è rivolta a ripetibilità, tempi di attività e scalabilità, piuttosto che alla capacità sperimentale.
Combinando la deposizione in atmosfera controllata con configurazioni DED flessibili, AltForm consente ai produttori di passare dalla validazione dei materiali alla produzione industriale stabile di componenti di grandi dimensioni in titanio e alluminio.
