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Stampa in 3d con le polveri di allumina e acciaio trattate al plasma

L’esperimento dell'Enea ha l'obiettivo di realizzare componenti complessi destinati al settore al settore aeropaziale, a quello biomedicale e alla robotica

di Davide Madeddu

2' di lettura

Dalle polveri di acciaio e allumina, trattate attraverso un processo al plasma, la materia prima per stampa e spray in 3d. L’esperimento, che passa attraverso un prototipo messo a punto e attualmente utilizzato dai ricercatori dell'Enea del Centro ricerche di Portici, ha l'obiettivo di realizzare componenti complessi destinati al settore al settore aeropaziale, a quello biomedicale e alla robotica. La tecnologia utilizzata, sottolineano i ricercatori, sfrutta l'energia del plasma per rendere le polveri di forma irregolare ad alta “sferoidicità”, ovvero dotate di buona scorrevolezza e capacità di compattazione, requisito principale per applicazioni nel campo della stampa 3D, ma anche del plasma spray. Per il momento le polveri sono state caratterizzate ma non utilizzate per la produzione di manufatti.

A spiegare il funzionamento è Sergio Galvagno, ricercatore del Laboratorio Enea di Nanomateriali e dispositivi: «L'impiego di una sorgente ad alta densità di energia come il plasma consente processi veloci e un'alta flessibilità di produzione. Questo permette di realizzare prodotti on demand con rapidi cambi di produzione, ma anche di condurre la lavorazione nei momenti di minor costo dell'energia, ridurre le scorte di magazzino e minimizzare la produzione di rifiuti». La sperimentazione portata avanti dai ricercatori è stata effettuata su polveri di Allumina e Acciaio in forma irregolare «con lo scopo di esplorare e individuare i migliori parametri di trattamento per il processo di produzione». Le polveri prodotte possono essere utilizzate in tecniche di stampa in modo diretto Selective Laser Sintering, Selective Laser Melting, direct energy deposition o attraverso la formulazione di semilavorati quali slurry, paste (liquid deposition modeling, resine e filamenti caricati.

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«Semplificando molto il processo, le particelle sono alimentate per mezzo di un gas nella fiamma del plasma ad alta energia -argomenta -. Qui, nelle opportune condizioni operative, sono trascinate lungo la fiamma, assorbono calore e fondono. Fuori dalla fiamma il raffreddamento veloce determina la forma sferica. L’utilizzo ipotizzato è quello delle leghe di titanio ed acciaio». Ossia quelle tra le più utilizzate anche alla luce del fatto che la crescente diffusione delle tecniche di stampa 3D ha portato un grande interesse verso lo sviluppo dei materiali di stampa.

«Le polveri, e in particolare quelle metalliche - argomenta -, costituiscono un mercato in grande ascesa la cui produzione segue processi diversi a seconda delle materie prime impiegate e delle proprietà che ad esse si devono conferire». E, benché non sia stata fatta una stima sull'impatto economico, la crescita e lo sviluppo «dipenderà dall'introduzione dei processi di Additive Manufacturing nei diversi settori produttivi». All'orizzonte poi il tentativo di produrre produrre polveri per piccole produzioni on demand. «Una cosa su cui stiamo lavorando è il riutilizzo degli scarti di lavorazione ma è ancora in una fase primaria di sviluppo».


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