Il SEM compatto: uno strumento alla portata di tutti in grado di rilevare i difetti dei prodotti di stampa 3D

La stampa 3D, o additive manufacturing (AM), descrive dei processi produttivi che consentono di stampare oggetti in 3D. Per creare l’oggetto desiderato, a partire da un modello computerizzato, il materiale viene depositato progressivamente strato su strato. Tuttavia, gli strati successivi creati digitalmente possono causare interruzioni strutturali che influenzano negativamente la robustezza di un oggetto. E queste interruzioni indesiderate non dovrebbero passare inosservate. Il termine "stampa 3D" descrive i processi che depositano un materiale legante, strato per strato, su un “letto di polvere” utilizzando testine a getto d'inchiostro. Esistono diverse tecniche di produzione additive, classificabili nelle seguenti categorie: tecniche basta sull’estrusione, tecniche che usano materiali granulari, o laminati e la stereolitografia.

L’Additive manufacturing per la sinterizzazione delle polveri metalliche

I processi di Additive manufacturing sono utilizzati per sinterizzare diverse tipologie di polveri metalliche, come ad esempio le leghe leggere, leghe di titanio, leghe di accaio e polimeri (polimmidi) o materiali ceramici e materiali compositi. Una delle tecnologie impiegate per la produzione additiva è la Direct Metal Laser Sintering (DLMS), utilizzando il metodo del selective melting. Il vantaggio di questa tecnologia è che permette di produrre forme complesse che altrimenti sarebbero impossibili. Per approfondire clicca qui.

La stampa 3D & SEM compatto

Nel 2016, Walczak et al. (Applied Computer Science, vol. 12, no.3, pp 29-36) pubblicò uno studio sulle caratteristiche di prodotti fatti di acciaio 17-4PH attraverso il metodo della stampa 3D. I risultati hanno dimostrato che un'analisi SEM della superficie dopo la sinterizzazione laser consente di individuare i difetti sotto forma di interruzioni strutturali nell'area della superficie saldata. Tale fenomeno è da monitorare ed evitare perché le discontinuità strutturali dello strato superiore generano delle micro tacche. Inoltre queste aree possono compromettere la solidità dell'oggetto stampato, essendo zone dove si andrà a concentrare lo stress meccanico.

Fig.1  Immagine SEM di un coniglio creato in stampa 3D. Un maggiore ingrandimento mostra i difetti sulla superficie della struttura.

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