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Induttori in rame stampati in 3D
PROTIQ realizza induttori per il riscaldamento induttivo in rame al 100% con la fusione laser selettiva (SLM) – in un unico pezzo, senza giunti brasati o saldati e direttamente dai dati CAD. Così si ottengono anche forme di bobina complesse, adattate al pezzo, con canali di raffreddamento integrati. La produzione può iniziare non appena arriva l’ordine e ricevi le tue bobine in pochi giorni.
Per forme di bobina semplici utilizza il configuratore gratuito per induttori, per design esistenti carica i tuoi dati CAD e per forme speciali i nostri esperti CAD e di produzione ti supportano fino all’ottimizzazione basata sulla simulazione.
Forma di bobina semplice
Configura l’induttore online
Sei forme base per induttori a campo interno ed esterno, adattabili con un sistema modulare. Il prezzo viene calcolato automaticamente online.
Vai al configuratore di induttoriDesign esistente
Carica i dati CAD
Carica la geometria del tuo induttore, ricevi con pochi clic un’offerta generata automaticamente e ordina direttamente.
Carica ora il fileForma speciale e ottimizzazione
Parliamo del tuo progetto
Per geometrie complesse, requisiti particolari o un’ottimizzazione basata sulla simulazione ti offriamo una consulenza personale.
Contattaci- Rame al 100%conducibilità elettrica fino a 59 MS/m (≈ 101% IACS)
- Fattore da 4 a 6una maggiore durata delle bobine di induzione
- Pochi giornidall’ordine alla consegna
Fondamenti
Che cos’è il riscaldamento induttivo?
Il riscaldamento induttivo è un processo di riscaldamento industriale molto diffuso: un pezzo in materiale elettricamente conduttivo, ad esempio acciaio o ghisa, viene inserito nel campo magnetico di una bobina di induzione – l’induttore – e riscaldato in brevissimo tempo. Il calore si genera direttamente nel pezzo, non in un forno o con una fiamma.
Per generare il campo magnetico si utilizzano forti correnti alternate. Per questo le bobine vengono raffreddate internamente con acqua e di norma sono cave. Poiché il calore si genera direttamente nel pezzo, il processo è molto efficiente e ha un elevato rendimento. Inoltre può essere controllato con grande precisione e riprodotto in modo affidabile tramite l’intensità di corrente e la frequenza del generatore.
Applicazioni tipiche
- Tempra superficiale: componenti molto sollecitati, come quelli dei cambi nel settore automobilistico, vengono riscaldati localmente e raffreddati bruscamente. Ciò aumenta durezza e resistenza della superficie.
- Brasatura a induzione: due componenti vengono riscaldati con precisione e uniti con un materiale d’apporto. Per la qualità del giunto è decisivo un riscaldamento preciso e omogeneo alla temperatura target.
- Stampaggio a caldo: i componenti vengono riscaldati prima della deformazione – con un induttore preciso solo nei punti necessari.
L’induttore – il cuore del riscaldamento induttivo
Il calore si genera solo dove le correnti parassite elettromagnetiche vengono indotte nel pezzo. Più l’induttore è adattato con precisione alla geometria del pezzo da riscaldare, più la distribuzione del calore può essere controllata in modo mirato. Per questo ogni tipo di pezzo richiede un induttore sviluppato su misura.
↑ Torna alla panoramicaProduzione a confronto
Perché stampare in 3D gli induttori?
Gli induttori in rame convenzionali vengono realizzati per piegatura e brasatura oppure fresati dal pieno e poi uniti. Entrambi i metodi richiedono molto lavoro e limitano la geometria – e i giunti brasati o saldati sono un possibile punto debole durante il funzionamento. Con la stampa 3D, invece, l’induttore nasce in un unico pezzo, senza giunti ed esattamente secondo i dati CAD.
| Piegatura e brasatura | Fresatura CNC e giunzione | Stampa 3D (SLM) | |
|---|---|---|---|
| Produzione | Piegatura e brasatura manuali | Fresatura CNC dal pieno, seguita da saldatura o brasatura dei singoli pezzi | Fusione laser selettiva direttamente dai dati CAD, in un unico pezzo |
| Geometria | Solo geometrie relativamente semplici | Geometrie più complesse | Geometrie complesse adattate al pezzo, anche profili rettangolari o appiattiti |
| Canali di raffreddamento | – | Richiedono l’unione dei singoli componenti | Integrati direttamente |
| Giunti | Giunti brasati | Giunti saldati o brasati – un possibile punto debole durante il funzionamento | Nessuno – struttura senza giunzioni |
| Impegno | Molto elevato, bassa ripetibilità | Lungo e costoso | Automatizzato, senza utensili aggiuntivi, elevata ripetibilità |
I tuoi vantaggi con gli induttori stampati in 3D
- Geometrie di induttore personalizzate senza costi per utensili
- Libertà nelle sezioni e nelle forme delle bobine – anche profili personalizzati e raggi di curvatura minimi
- Canali di raffreddamento e di flusso integrati e forme molto compatte
- Realizzazione esatta dei dati CAD con elevata ripetibilità
- Maggiore stabilità di processo e durata grazie alla struttura senza giunzioni né brasature
- Forme di bobina ottimizzate per un riscaldamento più preciso e tempi di ciclo più brevi
- Produzione in pochi giorni, anche con pezzi che cambiano spesso
“La resistenza ai cicli delle bobine di induzione è un criterio fondamentale per l’economicità e la sicurezza di processo nell’applicazione. In stretta collaborazione con l’azienda PROTIQ, siamo riusciti ad aumentare la durata delle bobine di induzione di un fattore compreso tra 4 e 6 grazie a ottimizzazioni nei settori dei materiali, del design dell’induttore e dell’adattamento dei parametri di processo durante la sinterizzazione. In questo modo è stato possibile ottenere un vantaggio significativo in termini di economicità e libertà di progettazione rispetto ai metodi di produzione convenzionali nella realizzazione di induttori (come piegatura, fresatura, tornitura e brasatura).”
Andreas Häußler, IDEA GmbH
Materiale
Il rame nella stampa 3D – una sfida
Il rame riflette quasi completamente la radiazione dei comuni impianti di fusione laser. Per questo molti fornitori di servizi di stampa 3D utilizzano leghe con un contenuto di rame relativamente basso – la cui conducibilità però spesso non è soddisfacente. PROTIQ ha sviluppato un processo che permette di lavorare in modo additivo il rame ad alta conducibilità.
PROTIQ realizza componenti in rame al 100% con conducibilità elettriche fino a 59 MS/m (≈ 101% IACS) a una densità di 8,9 g/cm³. Il processo consente geometrie complesse e amplia così notevolmente le possibilità di design degli induttori – fino a design personalizzati per i tuoi requisiti specifici.
Tutti i materiali in rame – tra cui il nuovo rame puro low-O₂ – sono disponibili nella nostra pagina dedicata al rame.
↑ Torna alla panoramicaLinee guida di progettazione
A cosa bisogna fare attenzione nella progettazione di induttori stampati in 3D?
Sono decisivi le dimensioni del componente, lo spessore di parete, il diametro interno e la distanza tra le spire: in un unico pezzo sono possibili induttori fino a 250 × 250 × 280 mm, quelli più grandi vengono segmentati e uniti. Da uno spessore di parete di 1,0 mm PROTIQ garantisce la tenuta fino a 6 bar di pressione dell’aria, e diametri interni da circa 3 mm assicurano che la polvere possa essere rimossa completamente.
I valori indicativi valgono per la fase in cui nascono i tuoi dati CAD. I valori effettivamente possibili dipendono dalla rispettiva geometria.
| Criterio | Valore indicativo | Cosa considerare |
|---|---|---|
| Dimensioni del componente | 250 × 250 × 280 mm in un unico pezzo | È la dimensione massima di un induttore realizzato in un unico pezzo sulla piattaforma di costruzione. Gli induttori più grandi vengono prodotti in segmenti e poi uniti – siamo lieti di concordare con te dove posizionare al meglio le giunzioni. |
| Spessore di parete e tenuta | Da 1,0 mm: tenuta garantita fino a 6 bar di pressione dell’aria | Pareti più sottili da circa 0,5 mm sono realizzabili, ma dipendono molto dalla geometria – per queste non è prevista alcuna garanzia di tenuta. Induttori a parete molto sottile sono già stati realizzati con successo previo accordo. |
| Diametro interno | Da circa 3 mm | La polvere in eccesso deve poter essere rimossa completamente dall’interno. Al di sotto di circa 3 mm ciò non è più garantito in modo affidabile; il valore necessario dipende dalla geometria della bobina. |
| Distanza tra le spire | Circa 1–2 mm | Se sono necessarie strutture di supporto, queste devono poter essere rimosse meccanicamente. La distanza effettivamente necessaria dipende dalla geometria. |
| Sezione della bobina | Tonda, rettangolare, appiattita o a forma libera | Sono possibili tutte le sezioni comuni e anche geometrie adattate al pezzo. I profili rettangolari e appiattiti offrono una particolare libertà di progettazione. |
| Giunti saldati e brasati | Non necessari | Anche le geometrie complesse nascono in un unico pezzo – i giunti, e con essi i potenziali punti deboli, vengono eliminati. Solo gli induttori più grandi del volume di costruzione vengono uniti da segmenti. |
| Blocchi di collegamento | Stampati insieme o combinati | Induttore e blocchi di collegamento possono essere stampati insieme. Spesso la soluzione più economica: solo la testa dell’induttore, complessa, viene stampata in 3D, mentre i blocchi di collegamento vengono realizzati in modo convenzionale e montati in seguito – senza svantaggi funzionali. |
“In pratica, si osserva che le aziende possono trarre notevoli vantaggi dalla produzione additiva nella progettazione e nell’utilizzo di induttori in rame. In particolare, tempi di consegna brevi, una maggiore libertà di progettazione, la complessità realizzabile delle bobine e un’elevata ripetibilità generano vantaggi misurabili. La geometria delle bobine di induzione realizzate in modo additivo non è limitata dai vincoli della produzione tradizionale e consente l’implementazione di design di bobine ottimizzati. Ciò aumenta l’efficienza del processo di riscaldamento e riduce i tempi di ciclo, rappresentando un chiaro vantaggio competitivo.”
Max Wissing, PROTIQ GmbH
Configuratore di induttori
Come si configura un induttore online?
Con il configuratore gratuito per induttori scegli una delle sei forme base e adatti con un sistema modulare parametri come il numero di spire, il diametro della bobina o la posizione del collegamento. Il prezzo viene calcolato automaticamente e la produzione con stampa 3D può iniziare subito dopo l’ordine.
Con i metodi convenzionali, le bobine di induzione devono essere progettate e prodotte appositamente per ogni applicazione con un processo lungo – dall’ordine al completamento passano spesso settimane o addirittura mesi. Il configuratore e la produzione senza utensili con la stampa 3D riducono questo processo a pochi giorni. La stampabilità dei modelli 3D configurati è garantita.
Il tuo induttore specifico per l’applicazione in quattro passi
-
Passo 1: scegli la forma baseScegli tra sei forme standard per induttori a campo interno ed esterno la geometria ottimale per le tue esigenze. -
Passo 2: configura l’induttoreDefinisci altezza, sezione e diametro, oltre al numero di spire e ai diametri e alle distanze di bobine e canali. -
Passo 3: definisci l’elemento di collegamentoSe lo desideri, aggiungi un supporto all’induttore e definisci liberamente le dimensioni della piastra di base. -
Passo 4: completa l’ordineIl prezzo della tua configurazione viene calcolato automaticamente online. Poi ordini direttamente online.
Vai al configuratore di induttori
↑ Torna alla panoramicaForme speciali
Forme speciali e ottimizzazione basata sulla simulazione
Con i metodi convenzionali, prima di arrivare alla bobina ottimale si realizzano di solito molte geometrie di prova, testate in prove di riscaldamento reali – un processo costoso e lungo. Con una simulazione numerica, invece, il comportamento della bobina nel processo può essere visualizzato e si può determinare una geometria ottimizzata dell’induttore, che viene poi stampata in 3D in rame ad alta conducibilità.
Come funzionano simulazione e ottimizzazione?
Innanzitutto il processo di riscaldamento della tua applicazione viene riprodotto in un modello di simulazione – con la geometria dell’induttore e del pezzo, le condizioni al contorno e i parametri di processo. Su questa base si analizzano il comportamento termico del pezzo e le proprietà elettromagnetiche della bobina, ad esempio il riscaldamento all’interno del pezzo o il campo magnetico che si genera.
I risultati consentono un’analisi molto più dettagliata rispetto alle prove di riscaldamento reali. In questo modo PROTIQ analizza e ottimizza induttori esistenti o determina i parametri per nuovi processi di riscaldamento. Gli induttori ottimizzati riscaldano in modo rapido e preciso – per profili di tempra più accurati e tempi di ciclo più brevi nella produzione in serie.
I vantaggi di simulazione e stampa 3D
- Visione di influssi di processo altrimenti invisibili e delle loro interazioni
- Visualizzazione e valutazione mettono in luce il potenziale di ottimizzazione
- Meno prove reali con geometrie di prova – risparmio di tempo e costi nello sviluppo
- Bobine con proprietà ideali per il tuo processo specifico
- Produzione delle bobine di induzione ottimizzate in rame puro in pochi giorni
Dall’induttore convenzionale a quello ottimizzato in quattro passi
Richiedi un’offerta personalizzata
↑ Torna alla panoramicaDownload gratuito
Brochure: induttori in rame ad alta conducibilità
Tutto sulla produzione additiva con il rame, sul riscaldamento induttivo, sul configuratore di induttori e sull’ottimizzazione basata sulla simulazione delle geometrie degli induttori. La brochure è disponibile in inglese.
Il tuo prossimo progetto di induttore
Ti supportiamo nella valutazione delle opzioni di progettazione, delle strategie di produzione e delle possibili applicazioni degli induttori in rame. I nostri esperti sono a tua disposizione per discutere le tue esigenze e fornirti una valutazione personalizzata del tuo progetto.
Domande frequenti sugli induttori in rame stampati in 3D
Perché il rame viene utilizzato nella stampa 3D per gli induttori?
Il rame ha una conducibilità elettrica e termica estremamente elevata. Con la stampa 3D si possono realizzare geometrie di induttore complesse senza giunzioni e senza brasature, aumentando efficienza e durata. PROTIQ utilizza un processo sviluppato appositamente per produrre in modo additivo e affidabile rame al 100% – con conducibilità elettriche fino a 59 MS/m (≈ 101% IACS).
Qual è la differenza tra rame puro e leghe di rame nella stampa 3D?
Poiché il rame riflette quasi completamente la radiazione dei comuni impianti di fusione laser, molti fornitori di servizi di stampa 3D utilizzano leghe con un contenuto di rame relativamente basso. La loro conducibilità spesso non è soddisfacente. PROTIQ, invece, lavora rame al 100% con conducibilità fino a 59 MS/m.
Come ottengo un prezzo per il mio induttore?
Per forme di bobina semplici il configuratore di induttori calcola il prezzo automaticamente online. Se hai già i dati CAD 3D, carica la geometria dell’induttore e ricevi con pochi clic un’offerta generata automaticamente. Per forme speciali o un’ottimizzazione basata sulla simulazione prepariamo per te un’offerta personalizzata.
Quanto velocemente ricevo il mio induttore?
La produzione può iniziare subito dopo l’arrivo dell’ordine. Ricevi le tue bobine di induzione in pochi giorni.
Di quali dati ho bisogno per ordinare?
Per un design di bobina esistente bastano i dati CAD 3D della geometria dell’induttore. Se non hai ancora dati 3D, puoi creare forme di bobina semplici nel configuratore di induttori. Per geometrie più complesse i nostri esperti CAD e di produzione ti supportano nella progettazione e nella realizzazione.
Quanto può essere grande un induttore stampato in 3D?
In un unico pezzo si possono realizzare induttori fino a 250 × 250 × 280 mm. Gli induttori più grandi vengono stampati in segmenti e poi uniti. Come suddividere al meglio i segmenti dipende dall’applicazione e dalla geometria – contattaci per tempo.
Gli induttori danneggiati o usurati possono essere sostituiti da induttori in rame stampati in 3D?
Sì, gli induttori in rame esistenti possono essere riprodotti digitalmente e realizzati di nuovo con la stampa 3D. Inoltre la geometria può essere ottimizzata in modo mirato – ad esempio per aumentare l’efficienza energetica o prolungare la durata nell’uso industriale.
Quanto durano gli induttori in rame stampati in 3D nell’uso industriale?
Grazie alla struttura omogenea, senza giunzioni né brasature, e all’elevata conducibilità del rame, gli induttori stampati in 3D sono particolarmente durevoli. In molte applicazioni raggiungono una durata pari o superiore a quella delle bobine in rame realizzate in modo convenzionale. In un progetto con IDEA GmbH la durata delle bobine di induzione è stata aumentata di un fattore da 4 a 6 grazie a ottimizzazioni di materiale, design dell’induttore e parametri di processo.
Negli induttori in rame stampati in 3D sono possibili canali di raffreddamento integrati?
Sì, i canali di raffreddamento integrati nascono direttamente nella stampa 3D. Ciò migliora la dissipazione del calore e consente forme più compatte e una maggiore densità di potenza. Configura ora il tuo induttore in rame
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