Stampa 3D con 4.500 tipi di leghe metalliche

Sulla rivista Nature un gruppo di ricercatori californiani dei laboratori HRL ha descritto una nuova tecnica riguardante le leghe metalliche, che consentirà di realizzare stampanti 3D in grado di lavorare almeno 4.500 delle 5.500 leghe metalliche esistenti. Una potenziale rivoluzione in ambito metallurgico.

Finora il limite principale alla lavorazione tridimensionale consisteva nell'impossibilità di lavorare la maggior parte delle leghe, a causa di insormontabili problemi tecnici che portavano alla formazione di crepe durante i processi di fusione e di solidificazione.

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La nuova tecnica, messa a punto dai ricercatori guidati da Hunter Martin, rende invece possibile aggirare l'ostacolo. "Ci siamo basati su una teoria elaborata 70 anni fa, quella della nucleazione (cioè della transizione di un composto da una fase per esempio solida a liquida) per risolvere un vecchio problema, con una macchina del 21esimo secolo", ha spiegato Martin.

Per risolvere il problema delle crepe, i ricercatori hanno quindi aggiunto alle principali leghe di alluminio utilizzate nell'industria automobilistica e aerospaziale (AL7075 e AL6061) delle nanoparticelle capaci di controllare il processo di solidificazione. Per selezionare la combinazione adatta di nanoparticelle è stato usato un software per l'analisi dei big data, con cui è stato possibile esaminare i dati di lavorazione di più di 4.500 diverse leghe, al fine di comprenderne il comportamento strutturale nelle fasi più delicate della lavorazione.

Il procedimento messo a punto prevede il rivestimento delle polveri delle due leghe di alluminio tramite nanoparticelle di idrogeno e zirconio che, durante il processo di fusione e solidificazione, agiscono appunto come siti di nucleazione, prevenendo rotture e conferendo la desiderata solidità alle parti stampate. Questa nuova soluzione inoltre potrà essere applicata anche in fase di saldatura, dove si verificano gli stessi principi di fusione e solidificazione. Inutile dire che questa tecnologia apre prospettive inimmaginabili fino a poco tempo fa per il settore aerospaziale e automobilistico.  


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