I RICERCATORI DELLA TU GRAZ MODIFICANO LA POLVERE IN ACCIAIO INOSSIDABILE 316L PER MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLA STAMPA 3D IN METALLO
I ricercatori dell’Università di Tecnologia di Graz (TU Graz), Austria, hanno modificato la polvere di acciaio inossidabile 316L per la produzione additiva per una migliore qualità di stampa e finitura superficiale.
L’aspetto pionieristico dello studio era l’aggiunta di nitruro di silicio per controllare la reazione dei boruri, che erano usati come attivatori nel processo di sinterizzazione. Utilizzando questo metodo, i ricercatori sono stati in grado di ridurre al minimo la necessità di strutture di supporto e di produrre parti con proprietà superficiali e meccaniche migliori.
Secondo Mateusz Skalon, coautore del documento di ricerca, la polvere modificata chiamata polvere NewGen SLM può comportare “risparmi fino a 114 euro … per ogni chilo di metallo stampato”.
La stampa 3D dei metalli consente la creazione di componenti finali estremamente complessi e leggeri che possono essere utilizzati nell’industria aerospaziale o nella biomedicina . Tuttavia, nonostante la domanda per la stampa 3D di metalli, ci sono sfide da superare, come minimizzare la struttura di supporto e migliorare la qualità della superficie dei pezzi finiti.
NewGen SLM è stato realizzato utilizzando composti borisi che sono stati miscelati con la polvere dell’acciaio inossidabile 316L. Sebbene i boruri aumentino la densità di una sinterizzazione, non si dissolvono bene nei materiali a base di ferro e dopo la fusione e la solidificazione formano invece uno strato attorno alle particelle. Per controllare il comportamento dei boruri per i risultati desiderati, il nitruro di silicio è stato aggiunto alla polvere di metallo.
I ricercatori hanno testato venti diverse miscele di polvere di acciaio inossidabile 316L da laboratorio per proprietà fisiche e meccaniche e porosità. Si è concluso che la distorsione di una sinterizzazione può essere ridotta controllando la quantità di nitruro di silicio e di boro.
Gli autori scrivono, “combinando aggiunte di boro e Si3 N4 in varie proporzioni all’acciaio inossidabile AISI 316L, si può controllare le distorsioni di un sinterizzato e la sua resistenza alla rottura trasversale mediante il controllo diretto della quantità di fasi secondarie solidificate (originate dall’eutettico fase liquida). ”
Inoltre, gli scienziati della TU Graz hanno modificato la polvere in modo che, oltre a fornire una migliore finitura superficiale e proprietà meccaniche, la tecnologia NewGen SLM richieda meno strutture di supporto.
Con il supporto di TU Graz, i ricercatori intendono commercializzare la polvere NewGen SLM. Questo sarà fatto secondo il programma Spin-off Fellowship che è stato creato per aiutare a sviluppare la proprietà intellettuale nelle università austriache per le prime start-up.
Skalon ha dichiarato: “Testeremo la polvere sui più comuni sistemi di fusione laser nei prossimi 16 mesi”
Skalon ha proseguito: “Basandoci su questo, vogliamo creare una società di produzione in Austria direttamente dopo la Fellowship, dove la polvere di acciaio inossidabile 316L acquistata sarà modificata e venduta”.
“I GRUPPI TARGET COMPRENDERANNO PRODUTTORI DI PARTI METALLICHE ALTAMENTE COMPLESSE, AZIENDE MANIFATTURIERE NEI SETTORI AUTOMOBILISTICO, AERONAUTICO E MECCANICO, NONCHÉ ISTITUTI DI RICERCA CHE SI OCCUPANO DI METODI DI PRODUZIONE ADDITIVA”.
Parte della tecnologia discussa in questo articolo è stata pubblicata nell’articolo Migliorare la stabilità dimensionale e le proprietà meccaniche di AISI 316L + B Sinters mediante Si3N4 Addition . È stato pubblicato su Materials ed è stato scritto congiuntamente da Mateusz Skalon, Ricardo Henrique Buzolin, Jan Kazior, Christoph Sommitsch e Marek Hebda.