Meccanica Magazine n. 4

Il nuovo progetto
RocWAAM approda a DMEC
meccanica magazine
66
ITA
Il nuovo progetto RocWAAM-Robotic Wire Arc Additive Manufacturing
approda al Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, sotto
la direzione scientifica della prof.ssa Barbara Previtali Obiettivo
del progetto è raggiungere completa padronanza della tecnologia
WAAM, condividendo il know-how e implementando le nozioni già
nelle nostre mani. Il WAAM rappresenta l’applicazione nell’ambito
della stampa 3D di metalli della nuova tecnologia CMT di saldatura ad
arco. L’introduzione di robot a sei assi nella stampa additiva favorisce
l’automatizzazione e la ripetibilità del processo oltre a garantire
grande libertà geometrica.
Il progetto RocWAAM ci darà l’occasione nei prossimi anni di
sviluppare il processo WAAM per applicazioni nei settori degli stampi,
delle costruzioni civili e dell’energia, perché si possa confrontare
con le altre famiglie di processi additivi e con i processi tradizionali
che sostituisce o integra. La ricerca sul tema sarà costruita dando
particolare rilievo all’argomento sostenibilità che rappresenta una
delle principali spinte verso l’industrializzazione del processo.
Il team riunisce i principali leader nello sviluppo dell’hardware,
ABB e Fronius che grazie alla loro decennale collaborazione hanno
permesso l’allestimento di una cella integrata per la tecnologia WAAM.
La presenza del Gruppo BLM consentirà il confronto con la tecnologia
alternativa della deposizione laser con filo e polvere. Insieme a loro
troviamo nel team anche 3 end-users che ci danno l’opportunità
di esplorare diversi settori di applicazione con diverse richieste in
termini di materiali e geometrie, in particolare Fontana Group per il
settore degli stampi per l’automotive, Edilanzutti per il settore edile e
Baker Hughes per il settore energetico.
Con la partecipazione di queste tre aziende verranno definiti 3 casestudies
che permetteranno di testare il processo su diversi scenari.
La tecnologia WAAM sfrutta lo stesso principio di funzionamento
della saldatura ad arco, in cui l’elettricità viene utilizzata come fonte
di calore per raggiungere la fusione del metallo che viene fornito sotto
forma di filo. Si possono riconoscere diverse possibili configurazioni
a seconda di come viene innescato l’arco elettrico. Nel caso della
configurazione MIG/MAG, utilizzata nel nostro laboratorio, l’arco
elettrico viene innescato tra il filo, che viene addotto in maniera
coassiale dalla torcia di saldatura, e il componente. La partnership
con Fronius e Arroweld offre l’occasione di utilizzare la modalità CMT
(Cold Metal Transfer) da loro implementata e brevettata. Utilizzando
il CMT si ha modo di generare un’oscillazione della corrente elettrica
grazie alla ritrazione del filo. In questa configurazione infatti, il filo
(polo positivo) viene spinto fuori fino a quando il contatto con il pezzo
(polo negativo) non genera un corto circuito, a questo punto il filo
viene ritratto, variando man mano che si allontana dal pezzo, il valore
della tensione e di conseguenza della corrente elettrica.
Questa strategia permette di avere un controllo più puntuale
sull’apporto di calore e di gestire in maniera più controllata il distacco
della goccia. Trasferendo questi vantaggi all’additive manufacturing,
dove il controllo dell’accumulo termico diventa particolarmente
rilevante non solo per l’estetica ma anche per la funzionalità del
componente, il CMT rappresenta una valida strategia da valutare per
incrementare le leve di controllo sul processo.
Con l’ingresso di questa tecnologia, DMEC arricchisce le tecnologie
additive oggetto di studio e la strumentazione dei suoi laboratori di
ricerca.