Un gruppo di ricerca congiunto dell’Università di Birmingham, Regno Unito, Università di Stoccolma, Svezia e Università di Zhejiang, in Cina ha messo a punto una nuova tecnica grazie alla quale i metalli stampati in 3D, che comprendono un acciaio inossidabile ampiamente utilizzato, raggiungono livelli eccezionali di resistenza e duttilità, rispetto a quelli sottoposti a processi più convenzionali.
La ricerca sfida lo scetticismo esistente riguardo la capacità di produrre metalli forti e duttili attraverso la stampa 3D, riconosciuta come una tecnologia che può potenzialmente cambiare il nostro modo di produzione, permettendoci di costruire rapidamente oggetti con geometrie complesse e personalizzate.
Con lo sviluppo accelerato della tecnologia negli ultimi anni, la stampa 3D, in particolare la stampa 3D in metallo, sta rapidamente progredendo verso una diffusa applicazione industriale.
Nonostante il brillante futuro, intorno alla qualità dei prodotti dalla stampa 3D c’è ancora molto scetticismo. Nella maggior parte dei processi di stampa 3D in metallo, i prodotti sono costruiti direttamente dalle polveri metalliche, il che li rende propensi a difetti e deterioramento delle proprietà meccaniche.
I risultati della nuova tecnica, pubblicati su Materials Today, illustrano come produrre la prossima generazione di leghe strutturali con miglioramenti significativi sia nella resistenza che nella duttilità. Ciò è stato reso possibile grazie alla velocità di raffreddamento ultraveloce, che è stimata nell’intervallo da 1000 °C al secondo a 100 milioni di °C al secondo.
Il rapido tasso di raffreddamento, che non avrebbe potuto essere ottenuto con un processo di produzione del metallo oltre alla produzione additiva, mette il metallo in uno stato di non equilibrio. Questo può produrre microstrutture come una rete di dislocazione sub-micro, che a sua volta produce proprietà meccaniche desiderabili come resistenza e duttilità.
In definitiva, questa rete di dislocazione significa maggiore flessibilità per gli ingegneri che necessitano di forme metalliche complesse che non sono necessariamente rigide o fragili.
Il Dr. Leifeng Liu, che è il principale autore del progetto, ha detto: “Questo lavoro offre ai ricercatori uno strumento nuovo per progettare nuovi sistemi in lega con proprietà ultra-meccaniche e aiuta la stampa 3D metal ad ottenere l’accesso nel campo in cui sono richieste elevate proprietà meccaniche, come parti strutturali nel settore aerospaziale e automobilistico”.