Pionieri della stampa 3D in acciaio inossidabile super-duplex

Sandvik si è avventurata dove nessun'altra azienda si era spinta: ha stampato con successo componenti in 3D in acciaio inossidabile super-duplex. L'innovazione apre interessanti opportunità per i segmenti industriali offshore.

L'uso di materiali a base di ferro e altamente resistenti alla corrosione nella fabbricazione additiva (AM) ha registrato una crescita significativa di interesse negli ultimi anni. Ciò è dovuto in gran parte alle esigenze di settori esigenti come quello offshore e marino, dove gli ambienti difficili richiedono non solo materiali avanzati, ma anche la produzione on-demand di parti di ricambio per ridurre al minimo le scorte e gli sprechi di materiale.

In termini di resistenza agli elementi più difficili, c'è una famiglia di materiali che si distingue. Osprey® 2507 è una lega super-duplex con un'eccellente resistenza alla corrosione e un'eccezionale forza meccanica, prodotta e ottimizzata per la stampa 3D dai principali esperti di materiali di Sandvik Additive Manufacturing. Per decenni, Sandvik ha guidato l'evoluzione dei materiali per gli acciai inossidabili duplex, lanciando continuamente nuovi materiali duplex e super-duplex con proprietà migliorate. L'offerta è diventata ancora più forte nel 2019, quando Sandvik ha acquisito una partecipazione significativa nel Gruppo BEAMIT, il più grande fornitore indipendente di servizi AM al mondo. Il Gruppo BEAMIT supporta le industrie più esigenti con componenti metallici di alto livello.

Primi sul mercato

Gli acciai inossidabili super-duplex Sandvik sono già utilizzati con successo in ambienti altamente corrosivi come il settore energetico offshore esposto all'acqua di mare e nei processi chimici più impegnativi. Utilizzato prevalentemente sotto forma di tubi, piastre e barre senza saldatura, l'acciaio super-duplex si è rivelato una sfida nella produzione additiva. La complessità delle due diverse fasi del super duplex, austenite e ferrite, rende difficile la stampa 3D senza crepe. Inoltre, il trattamento termico deve essere controllato in seguito per ottenere una microstruttura al 50%.

Mikael Schuisky

"Siamo orgogliosi di poter affermare che Sandvik è la prima a offrire al mercato componenti super-duplex stampati in 3D", afferma Mikael Schuisky, VP e Business Unit Manager di Sandvik Additive Manufacturing. "Mentre molti ci hanno provato e hanno fallito, siamo molto soddisfatti di aver visto componenti stampati secondo uno standard che non solo soddisfa, ma supera quello di diversi omologhi prodotti in modo convenzionale".

Il segreto del successo

Nikhil Dixit è ingegnere applicativo presso Sandvik Additive Manufacturing. È stato fortemente coinvolto nello sviluppo dei parametri di processo e delle qualifiche dei materiali per la stampa 3D di acciai inossidabili super-duplex.

Come si stampano con successo i componenti super-duplex e come si differenziano da quelli prodotti in modo convenzionale?
"La produzione additiva non si limita alla sola stampa. Siamo orgogliosi di utilizzare e manifestare il nostro approccio "pianifica, stampa, perfeziona", affermando che la stampa è solo una delle varie fasi da padroneggiare per avere successo nell'industrializzazione della produzione additiva. Questa filosofia è stata sempre presente in questo processo. L'utilizzo di materie prime pregiate è essenziale per ottenere un componente stampato di alta qualità. E la polvere di metallo super-duplex prodotta e ottimizzata per la stampa 3D all'interno di Sandvik si distingue decisamente per le caratteristiche della polvere e per i bassi livelli di ossigeno. In termini di proprietà di trazione, impatto e corrosione, l'acciaio inossidabile super-duplex prodotto in modo additivo non si limita a soddisfare le prestazioni dei componenti prodotti in modo tradizionale, ma le supera. Abbiamo osservato componenti quasi completamente densi (>99,9%) e privi di cricche, anche prima della post-lavorazione".

Nikhil Dixit

Qual è il potenziale legato al super-duplex fabbricato in modo additivo, oltre a quello del materiale stesso?
"Anche i settori in cui l'acciaio inossidabile super-duplex è il materiale preferito godranno dei vantaggi dell'implementazione della fabbricazione additiva. L'AM è vista come una tecnologia dirompente in diversi segmenti di attività, che consente di ottimizzare le prestazioni e di ridurre gli scarti di materiale e l'impatto ambientale, nonché di produrre su richiesta. Nel settore offshore, in particolare, direi che l'implementazione del super-duplex stampato in 3D - compresa la produzione on-demand di parti di ricambio, la riduzione delle scorte e la puntualità delle consegne - potrebbe avere un impatto rivoluzionario sulla redditività e sulle prestazioni".

Dove si muove Sandvik?
"Siamo entusiasti di collaborare con i clienti dei vari segmenti offshore e di sperimentare questa tecnologia in tutti i suoi aspetti. Inoltre, insieme a BEAMIT, stiamo già lavorando duramente allo sviluppo di parametri di stampa per macchine a laser multipli, al fine di espandere la nostra offerta per includere applicazioni ancora più grandi, che consentiranno a un numero ancora maggiore di clienti di implementare l'AM nelle loro attività. Agendo su questo mercato in rapida espansione e in un ambiente così innovativo, mi sento di dire che questo è solo l'inizio".