PM Concept Laser DE · Web viewPM-Concept Laser-9-2015-DZP 2015-Edit 2-DE.docx Pagina 10 di 15 Fusione laser con metalli (LaserCUSING) Finalista del Deutscher Zukunftspreis 2015:

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█ Fusione laser con metalli (LaserCUSING)

Finalista del Deutscher Zukunftspreis 2015:

Con la nomination per il premio per la tecnica e l'innovazione conferito dal Presidente tedesco Frank Herzog di Concept Laser fa già parte della “cerchia dei finalisti”

Berlino / Lichtenfels, 16 settembre 2015: Frank Herzog, fondatore e dirigente dell'azienda produttrice di macchine e impianti per la stampa in 3D su metalli, è stato scelto, insieme con i suoi due collaboratori, come candidato al “Deutscher Zukunftspreis 2015”. La nomination nella “cerchia dei finalisti” rappresenta un'ulteriore pietra miliare nell'anniversario della Concept Laser GmbH. Il Deutscher Zukunftspreis è il premio del Presidente tedesco per la tecnica e l'innovazione. Viene conferito agli sviluppatori del settore industriale e scientifico che hanno reso onore alla Germania quale paese innovativo con progetti e iniziative di rilievo. Con la nomination Frank Herzog entra nella cerchia ristretta

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dei finalisti. Frank Herzog commenta: “Dopo i riconoscimenti del 2014, quali il premio Bayerns Best 50 e la finale del premio per l'innovazione dell'economia tedesca (Innovationspreis der deutschen Wirtschaft) questa nomination è per me un grande onore. Essa è anche un riconoscimento degli enormi potenziali del procedimento LaserCUSING da me sviluppato.”

Il progetto con il titolo: “Stampa 3D nell'industria aeronautica civile - decolla una

rivoluzione nel processo produttivo“ ha convinto la giuria del Deutscher Zukunftspreis

2015 per il grado di innovazione e la sua realizzazione economica. Il team del progetto,

costituito da Peter Sander, responsabile di Emerging Technologies & Concepts presso

Airbus ad Amburgo, il Prof. Claus Emmelmann, CEO dell'azienda Laser Zentrum Nord

GmbH di Amburgo e Frank Herzog, fondatore e dirigente dell'azienda Concept Laser

GmbH di Lichtenfels, è quindi stato candidato per il Deutscher Zukunftspreis 2015.

Il progetto è centrato sul primo componente in titanio realizzato in modo generativo, un

cosiddetto “bracket”, a bordo dell'Airbus A350 XWB. Si tratta di un elemento “bionico ”di

supporto e collegamento che rappresenta un importante contributo alla costruzione di

strutture leggere per aeromobili. Questo sviluppo che interessa diversi settori industriali

rivoluziona il modo di produrre elementi strutturali per aeromobili e di realizzare

aeromobili per uso civile con “strutture leggere”. Finora si utilizzava un componente

fresato di alluminio (Al), ora è un pezzo stampato di titanio (Ti) con una riduzione di

peso di circa il 30 %.

Spirito pionieristico e successoFrank Herzog è considerato un pioniere nel settore della fusione laser su letto di

polvere. Lo sviluppo del procedimento LaserCUSING è scaturito nel 1998 dalla

tecnologia di sinterizzazione di materie plastiche già esistente. Ciò che è possibile con




le materie plastiche dovrebbe esserlo anche nel campo dei metalli, ha pensato Frank

Herzog mentre studiava all'università. All'inizio le sfide maggiori per lo sviluppo del

nuovo procedimento erano rappresentate dalle tensioni nel pezzo e dal fatto che la

polvere di metallo non si fondeva completamente. Lo sviluppo dell'esposizione

stocastica e l'impiego di un laser a stato solido hanno permesso dopo duro lavoro di

ovviare a questi problemi.

Questa impresa pionieristica è sfociata nel 2000 nella fondazione dell'azienda Concept

Laser, che già nel 2001 ha presentato ufficialmente il suo prototipo di macchina M3

linear alla fiera Euromold di Francoforte, una novità a livello mondiale nel campo della

stampa 3D su metallo industriale. Un anno dopo la Concept Laser, con sede a

Lichtenfels nell'Alta Franconia, forniva già i primi impianti a livello mondiale.

Questa strategia di produzione generativa, inizialmente recepita come approccio

originale, ha conquistato nel corso degli anni i campi e le applicazioni industriali più vari. Oltre 400 impianti installati su tutto il globo parlano chiaro. Ma 15 anni di Concept Laser

significano anche 15 anni di sviluppo di procedimenti che ha fruttato numerosi brevetti e

innovazioni. L'azienda dispone oggi di un proprio reparto di ricerca e sviluppo con oltre

50 operatori. La Concept Laser GmbH collabora, inoltre, con università, enti tecnico-

scientifici e imprese industriali in numerosi progetti di cooperazione per la ricerca e lo

sviluppo. L'azienda possiede anche più di 50 brevetti. La Concept Laser GmbH ha

presentato circa 100 richieste di brevetto, la cui procedura d'esame è attualmente in

corso. Per gran parte di esse si prevede la concessione del brevetto a breve. Il numero

delle invenzioni registrate dall'azienda per la concessione del brevetto è in costante

aumento.

Le cifre al momento dell'anniversario dei 15 anni dalla fondazione di Concept Laser nel

2015 rispecchiano una performance brillante. Dopo una crescita del 75 % nel 2014

l'azienda Concept Laser consolida la crescita ad alto livello. Nel 2014 sono stati

consegnati complessivamente 110 impianti per la fusione laser. Nel 2015 se ne




prevedono più di 150. Ciò significa un aumento del fatturato previsto del 35 % rispetto

all'anno precedente già coronato dal successo.

Il procedimento LaserCUSING:Il termine LaserCUSING, scaturito dalla combinazione della C di CONCEPT Laser e del

termine inglese FUSING (fusione completa) descrive la tecnologia: il procedimento di

fusione genera strato per strato i componenti utilizzando dati CAD 3D. Questo metodo

consente di fabbricare pezzi di geometria complessa senza servirsi di utensili, per

realizzare geometrie come componenti che sarebbe impossibile o molto difficile

produrre con i procedimenti di produzione convenzionali.

Con il procedimento LaserCUSING vengono prodotti con un alto grado di precisione

componenti metallici resistenti a sollecitazioni termiche e meccaniche. A seconda del

campo di applicazione si lavorano acciai inox e da utensili, leghe d'alluminio o titanio,

superleghe a base di nichel, leghe cromo-cobalto o anche metalli nobili come leghe

d'oro e d'argento.

Con il LaserCUSING si fonde localmente polvere fine di metallo mediante laser a fibra

ad energia elevata. Dopo il raffreddamento il materiale si solidifica. Per realizzare il

contorno del componente si devia il raggio laser mediante un'unità di deviazione a

specchi (scanner). Il pezzo viene generato strato per strato (con uno spessore dello

strato di 15 – 150 μm) mediante abbassamento del fondo del vano di generazione, una

nuova applicazione di polvere e una nuova fase di fusione.

La particolarità degli impianti Concept Laser è un comando stocastico dei segmenti

(detti anche “isole”), che vengono lavorati in successione. Il procedimento brevettato

assicura una riduzione significativa di tensioni quando si producono componenti di

dimensioni molto grandi.




Aspetti generali di una strategia di produzione additivaUna strategia di produzione generativa dischiude numerose opzioni per la costruzione di

strutture leggere e per l'aumento di potenza dei componenti. Parole chiave in questo

ambito sono: integrazione di funzioni, potenziale delle soluzioni leggere, bionica e

topologia, scarso consumo delle risorse naturali, riduzione degli scarti, libertà di

geometria, produzione in un colpo solo, riduzione delle operazioni di montaggio, densità

selettive, produzione a breve termine, anche “on demand” e miglioramento della

struttura dei costi, ad es. mediante una produzione in assenza dell'operatore 24 ore su

24. Le sfide attuali nel campo produttivo rendono il procedimento di fusione laser in

numerosi settori il metodo da preferire alle strategie di produzione convenzionali con

asportazione di sfridi. Automazione, qualità, varietà di materiali, integrazione

nell'ambiente produttivo e le possibili velocità di costruzione rappresentano per gli

esperti della produzione i tratti distintivi essenziali di una produzione additiva nell'era

digitale. La produzione additiva in un ciclo digitale segue non da ultimo in modo

coerente la strategia “Industria 4.0”.

Ende der Kurz-PM -- (Wörter- und Zeichenanzahl beziehen sich auf diese Version)

Significato della fusione laser per l'industria aeronauticaLa fusione laser con metalli acquista un'importanza crescente nell'industria aeronautica

nell'ambito di una strategia di produzione additiva. Tempi di ciclo più rapidi, componenti

più convenienti e una libertà finora sconosciuta di modellatura sono i classici argomenti

a favore del procedimento n. 1. Ad essi si aggiungono anche le parole chiavi “Strutture

leggere” e "Bionica”. È riconoscibile un trend: un procedimento generativo cambia il

modo di pensare la costruzione degli sviluppatori nell'industria aeronautica. I




componenti di aeromobili del futuro potranno recepire intenzionalmente le linee di forza,

senza perdere di vista l'approccio della costruzione di strutture leggere. In generale la

tecnologia della fusione laser è in grado di produrre componenti rilevanti per la

sicurezza che sono ancora migliori, più leggeri e duraturi dei componenti odierni

fabbricati in modo convenzionale. Leggermente diverse sono inoltre le caratteristiche

dei materiali. Il Prof. Claus Emmelmann, CEO di Laser Zentrum Nord GmbH di

Amburgo spiega: “I materiali prodotti con la strategia additiva laser presentano una

maggiore stabilità e allo stesso tempo una minore duttilità che tuttavia può essere

nuovamente accresciuta con il trattamento termico giusto.“ Il procedimento si distingue,

inoltre, per la sostenibilità e lo scarso ricorso alle risorse naturali, nonché per i

miglioramenti della struttura dei costi.

I fattori trainanti: libertà di geometria e potenziali delle strutture leggereGli argomenti a favore della fusione laser con metalli nell'industria aeronautica sono la

libertà di geometria e la riduzione del peso. L'approccio “Struttura leggera” è finalizzato

ad aiutare le compagnie aeree a gestire i loro aeromobili in modo più economico. La

riduzione di peso ottenibile si ripercuote su un consumo di combustibile

tendenzialmente minore o su un potenziale di maggiore capacità di carico

dell'aeromobile. Una nuova costruzione dell'aeromobile richiede migliaia di cosiddetti

“bracket” FTI (Flight Test Installation) con numerosi pezzi minuti. Il “Layer

Manufacturing” additivo consente ai progettisti di progettare nuove strutture. I

componenti ottenuti con produzione generativa sono di fatto più leggeri di oltre il 30 %

rispetto ai compenti fusi o fresati. A questo si aggiunge il vantaggio che i dati CAD sono

l'immediata base di riferimento di un'operazione additiva. La rinuncia all'uso di utensili

riduce i costi e accelera fino al 75% dei tempi necessari per ottenere i componenti.

Poiché il procedimento non richiede per sua natura l'utilizzo di utensili è possibile




produrre già nelle prime fasi campioni funzionali con carattere di componente

serializzabile. Questo avviene senza costi preventivi per gli utensili. È così possibile

identificare già nel primo stadio della costruzione eventuali fonti di errore e ottimizzare i

cicli del progetto. Peter Sander, responsabile di Emerging Technologies & Concepts,

Airbus, di Amburgo commenta: “Prima mettevamo in preventivo circa sei mesi per lo

sviluppo di un pezzo – oggi ne basta uno.”

Bionica per il dimensionamento di componenti o prodottiLa fusione laser con metalli permette di produrre strutture finissime, persino ossee, vale

a dire porose. “I componenti di aeromobili del futuro avranno pertanto un aspetto

“bionico”” ritiene Peter Sander. Non è un caso che la natura abbia ottimizzato principi di

funzionalità e costruzione leggera nel corso di milioni di anni e ridotto intelligentemente

al minimo l'impiego di risorse naturali. Airbus analizza attualmente in modo sistematico

queste soluzioni della natura in relazione alla loro applicabilità. Mediante “strategie di

esposizione intelligente” al laser questo strumento può rivestire un componente in modo

mirato, realizzando un pezzo con una struttura, una stabilità e una qualità superficiale

"tagliate" su misura. Peter Sander commenta: “I primi prototipi presentano grandi

potenziali di un approccio motivato da considerazioni bioniche. Il procedimento

dovrebbe scatenare una sorta di cambio di paradigma nel campo della progettazione e

della produzione.”

La qualità è un parametro importante Per i fabbricanti di aeromobili il controllo durante la fase di applicazione del componente

è uno degli elementi più importanti dell'industrializzazione. Peter Sander commenta: “Lo

“Inline Process Monitoring“ con il modulo di gestione della qualità QMmeltpool di

Concept Laser significa concretamente che il sistema monitora il processo su una




superficie molto piccola di 1x1 mm² mediante telecamera e fotodiodo. Alla fine il

processo viene documentato.” A partire dal 2016 a questo modulo sarà aggiunto il

QMmeltpool 3D. Il sistema di monitoraggio 2D finora utilizzato e riferito al tempo del

processo diventa una mappa tridimensionale riferita alla posizione. Invece di fornire

esclusivamente dati in funzione del tempo, il sistema, comparabile ad una tomografia

computerizzata (TC), emette segnali riferiti alla posizione per consentire un'attribuzione

inequivocabile. Questi segnali permettono di generare record dati 3D del componente o

della sua struttura. In questo modo si ottiene una mappa 3D molto precisa del

componente. QMmeltpool 3D può così avvisare l'operatore che ci sono degli errori in

determinati punti del componente. Ciò consente di ridurre al minimo verifiche

successive e test. I dati sono, inoltre, disponibili immediatamente dopo il processo di

generazione con conseguente risparmio di tempo. Altri moduli QM per assicurare

attivamente la qualità sono QMcoating, QMatmosphere, QMpowder e QMlaser. Essi

misurano o monitorano ad es. la potenza laser o anche la struttura ottimale degli strati di

polvere metallica e documentano l'intero processo di produzione senza lacune. Un

ulteriore tratto distintivo per assicurare la qualità è la lavorazione nel sistema chiuso che

garantisce un processo senza polvere e contaminazione. Tutti i fattori di disturbo che si

ripercuotono negativamente sul processo dovrebbero così essere esclusi. A questo

proposito Frank Herzog commenta: “Possiamo oggi parlare di un procedimento di

produzione regolato, dotato di precisione nella ripetizione e sicuro.” Il Prof. Emmelmann

sottolinea: “Il software per assicurare la qualità ci consente di monitorare e documentare

dati importanti come i parametri laser, il comportamento della massa fusa e la

composizione dell'atmosfera di gas di protezione. Si possono escludere le grandezze

perturbatrici dovute a contaminazione.”

Anche in questo settore Concept Laser può considerarsi un pioniere, l'azienda lavora

infatti dal 2004 allo sviluppo di diversi moduli per il miglioramento/monitoraggio della

qualità.




“Tecnologia verde” che non spreca le risorseLa fresatura di componenti per aeromobili produce fino al 95 % di rifiuti riciclabili. Nel

caso della fusione laser l'utilizzatore ottiene un cosiddetto “componente a forma netta”, il

cui scarto si aggira sul 5 %. “Nell'industria aeronautica parliamo di “buy to fly ratio” e un

90 % è in questi casi un valore fantastico. Questo si rispecchia naturalmente anche nel

bilancio energetico” spiega il Prof. Claus Emmelmann. Il procedimento diventa

interessante soprattutto per materiali per aeromobili costosi e di alta qualità come il

titanio. Una strategia di produzione che non si serve di utensili implica un risparmio di

tempo e un miglioramento della struttura dei costi. Un impiego mirato dell'energia e un

uso oculato delle risorse sono i tratti distintivi della fusione laser. Frank Herzog

commenta: “LaserCUSING è una “Green Technology” e migliora la tanto citata impronta

ecologica della produzione.”

Approvvigionamento di ricambi 2.0: rapido, decentralizzato e “on demand”Una nuova palestra di inventiva per gli “aeronauti generativi” sono i pezzi di ricambio. In

futuro essi potranno essere fabbricati con un approccio decentralizzato e “on demand”

in base al luogo di utilizzo, nonché senza l'utilizzo di utensili. Se un componente smette

di funzionare è possibile produrre il ricambio direttamente sul posto. Si possono creare

reti decentralizzate di produzione – sono possibili strategie globali e regionali. Questo

consente di ridurre al minimo i percorsi di trasporto e soprattutto i tempi di consegna. Di

conseguenza diminuiscono i tempi di inattività e revisione dovuti alla manutenzione

degli aeromobili. In futuro si potrebbero ridurre in misura sostanziale i magazzini di

ricambi di grandi dimensioni con pezzi utilizzati raramente, che oggi sono indispensabili

a causa dei cicli di vita lunghi dei modelli di aeroplani. Un vincolo di capitale ridotto




aumenta la flessibilità e soprattutto la disponibilità temporale di componenti rilevanti per

la sicurezza. Di fronte alla pressione dei costi cui è soggetto il settore aerospaziale

questo approccio ha un particolare fascino.

ProspettiveLa fusione laser quale tecnologia di stampa 3D consente di ottenere “componenti più

intelligenti” che superano le caratteristiche di prestazione di componenti fabbricati in

maniera convenzionale praticamente da ogni punto di vista. Specialmente nell'industria

aerospaziale gli esperti di produzione parlano già di un cambio di paradigma. L'industria

aerospaziale rappresenta naturalmente l'avanguardia di una produzione generativa, a

causa delle strutture di grandezze che gestisce, ma l'aumento delle velocità di

assemblaggio e le grandezze del vano di generazione fanno prevedere un effetto di

innesco del cambiamento praticamente in tutti i settori industriali. Colonne portanti sono

in questo caso l'industria automobilistica, la tecnica dentale e medicale e l'industria

produttrice di utensili e macchine utensili. I fornitori di servizi decentralizzati per la

produzione, come quello rappresentato ad es. da Laser Zentrum Nord, concepiscono

inoltre nuovi modelli di attività. Questo rende possibile anche ricondurre la creazione di

valore della produzione da paesi con bassi costi di produzione a classiche sedi di

sviluppo e fabbricazione europee o statunitensi per rafforzare lì la forza e la velocità

dell'innovazione.

Ende der Langfassung der PM -------------------------------------------------------------------------




Informazioni di background “Deutscher Zukunftspreis 2015”

Il Presidente della Repubblica Federale Tedesca conferisce questo riconoscimento a

ricercatori e sviluppatori che hanno convertito con successo le loro innovazioni in

prodotti vendibili creando posti di lavoro. La dotazione del premio ammonta a 250.000

euro. Il Deutscher Zukunftspreis verrà conferito il 2 di dicembre 2015 a Berlino.

I progetti proposti delle istituzioni autorizzate vengono sottoposti all'esame severo e

articolato in diverse fasi di dieci esperti provenienti dal mondo della scienza e

dell'economia, che ne selezionano infine tre o quattro. I progetti selezionati sono i

candidati alla selezione finale, sui quali si focalizza l'attenzione dell'opinione pubblica.

Questi team appartengono alla “cerchia dei finalisti” del premio del Presidente per la

tecnica e l'innovazione.

Il 2 dicembre 2015 sarà il momento atteso: il Presidente Joachim Gauck premierà nel

corso di un manifestazione di riconoscimento il team finalista che - secondo il parere

della giuria - è riuscito a superare gli altri progetti.

Abdruck freigegeben – Beleg erbeten

Didascalie ████████████████████████████████████████




D 0: Logo “Deutscher Zukuftspreis” oppure "Premio del Presidente tedesco per la

tecnica e l'innovazione” (fonte: © Deutscher Zukunftspreis).

D 1: Frank Herzog, dirigente della Concept Laser: “Dopo i riconoscimenti del 2014, quali

il premio Bayerns Best 50 e la finale del premio per l'innovazione dell'economia tedesca

2014 (Innovationspreis der deutschen Wirtschaft) questa nomination è per il team e per

me un grande onore. Essa è anche un riconoscimento degli enormi potenziali del

procedimento LaserCUSING.”

D 2. Il processo LaserCUSING (schema del procedimento)

D 3: Supporto cabina bionico, “bracket” dell'Airbus A350 XWB in Ti, prodotto con il

procedimento LaserCUSING (fonte: Airbus)

D 4: Airbus A350 XWB (fonte: Airbus)

D 5: La X line 2000R® combina il vano di generazione più grande del mondo

(800x400x500 mm3) per la fusione laser con metalli con velocità di generazione

incrementate. La tecnica multilaser della X line 2000R® con 2 laser da 1.000 watt

influisce direttamente sul tempo di esposizione.

Tutte le fonti: Concept Laser GmbH, Lichtenfels (se non diversamente contrassegnate)

Presenze in fiera di Concept Laser ██████████████████████




MSV, Brünn (CZ) 14.09 – 18.09.2015WESTEC, Los Angeles (USA) 15.09 – 17.09.2015Dental-Expo, Mosca (RUS) 28.09 – 01.10.2015TCT, Birmingham (UK) 30.09 – 01.10.2015

Contatti ███████████████████████████████████████

Concept Laser GmbHAn der Zeil 8

D-96215 Lichtenfels

Germania

Telefono +49 (0) 9571-1679-0

Internet: www.concept-laser.de

Contatto stampa:Daniel Hund

Telefono: +49 (0) 9571 / 1679-251

E-mail: [email protected]

Concept Laser in sintesi ██████████████████████████



mailto:[email protected]

http://www.concept-laser.de/


La Concept Laser GmbH è un'azienda indipendente di Lichtenfels (Germania). Dalla sua

fondazione risalente al 2000 è l'azienda leader dell'innovazione nel campo della tecnologia della

fusione laser con il procedimento brevettato LaserCUSING® applicabile a più settori industriali.

Il termine LaserCUSING®, scaturito dalla combinazione della C di CONCEPT Laser e del

termine inglese FUSING (fusione completa) descrive la tecnologia: il procedimento di fusione

genera strato per strato i componenti utilizzando dati CAD 3D.

Questo metodo consente di fabbricare pezzi di geometria complessa senza servirsi di utensili,

per realizzare geometrie come componenti che sarebbe impossibile o molto difficile produrre

con i procedimenti di produzione convenzionali.

Con il procedimento LaserCUSING®si possono realizzare sia inserti per utensili con

raffreddamento lungo i bordi che componenti diretti per i settori Gioielleria, Medicina,

Odontoiatria, Automotive e Aerospaziale. Ciò vale per prototipi e per pezzi di serie.

L'offerta comprende impianti standard e impianti customizzati per la fusione laser con metalli.

L'opzione del servizio di assistenza completo significa per Concept Laser: i clienti possono

acquistare gli impianti per la fusione laser con metalli o servirsi direttamente dei servizi di

assistenza e sviluppo.

Gli impianti di lavorazione laser di Concept Laser lavorano materiali in polvere come acciaio

inox, acciai per lavorazione a caldo, lega di cobalto-cromo, lega a base di nichel e materiali in

polvere reattivi quali le leghe di alluminio e di titanio. L'offerta comprende anche i metalli nobili

quali le leghe di oro e argento per la creazione di gioielli.

LaserCUSING® apre nuove prospettive dal punto di vista dell'economia e della velocità per uno

sviluppo più efficiente del prodotto in settori quali:

• Gioielleria




• Tecnica medicale e dentale

• Industria aerospaziale

• Costruzione di utensili e stampi

• Industria automobilistica e per le gare di corsa

• Industria meccanica

Gli impianti abbreviano i tempi di sviluppo e riducono notevolmente i costi di sviluppo,

consentendo una flessibilità molto maggiore nello sviluppo del prodotto.

Gli alti standard di qualità, il livello dell'esperienza e le referenze di Concept Laser sono

sinonimo di soluzioni di processo sicure e convenienti, che dimostrano la loro efficacia nella

quotidianità della produzione e sono orientate in primo luogo alla riduzione del costo dei pezzi.

The art of LaserCUSING® by Concept Laser

Idee per la fusione laser con metalli nei campi di applicazione: automotive e auto da corsa, industria aerospaziale, tecnica medicale e dentale, costruzione di utensili e stampi e industria meccanica.



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