3D SYSTEMS SI È AGGIUDICATA UN CONTRATTO PER SVILUPPARE UNA GUIDA ALLA PROGETTAZIONE DELLA CORROSIONE DELL’ACQUA SALATA PER LA STAMPA 3D
La principale stampante 3D polimerica e metallica OEM 3D Systems è stata selezionata per un progetto di ricerca che mira a migliorare la resistenza alla corrosione delle parti esposte all’acqua salata. Guidato da America Makes , dal National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII) e dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DoD), il progetto è quello di sviluppare una guida di progettazione per la stampa diretta dei metalli (DMP) di leghe di nichel. Una volta completata, la guida ha il potenziale per offrire risparmi significativi al settore marittimo.
“Non c’è dubbio che la necessità del DoD di qualificare e certificare rapidamente i processi di produzione additiva come DMP utilizzando materiali metallici come le leghe di nichel sia grande”, ha commentato John Wilczynski, direttore esecutivo di America Makes.
“CON DATI EMPIRICI QUALIFICATI SU COME RIDURRE AL MINIMO LA CORROSIONE IN ACQUA SALATA DEI COMPONENTI PRODOTTI ADDITIVI UTILIZZATI NEI SISTEMI D’ARMA, LE CATENE DI APPROVVIGIONAMENTO DELLA DIFESA POSSONO ACCELERARE LA LORO ADOZIONE DI TECNOLOGIE ADDITIVE PER PRODURRE QUESTI COMPONENTI CRITICI.”
La Marina perde miliardi di dollari per corrosione ogni anno
Secondo quanto riferito, l’impatto stimato della corrosione sui costi e sulla disponibilità dei sistemi DoD ammonta a miliardi di dollari ogni anno. Secondo i dati riportati nel comunicato stampa di 3D Systems, nel 2018 la corrosione è costata alla Marina degli Stati Uniti oltre $ 8,5 miliardi. In uno studio del DoD sulla corrosione nell’anno fiscale 2016 , il Logistics Management Institute (LMI) ha scoperto che l’impatto della corrosione sui costi era di circa $ 20,6 miliardi. Creata da condizioni difficili, la corrosione è aggravata da una flotta e attrezzature obsolete. Anche i metodi di produzione tradizionali, che richiedono ulteriori trattamenti termici e fasi di lavorazione, accelerano il processo di corrosione.
La produzione additiva è ben posizionata per fornire su richiesta e pezzi unici per apparecchiature che potrebbero non essere più disponibili in commercio. Questa è un’opportunità già esplorata prontamente dai dipartimenti della Marina americana . Inoltre, per quanto riguarda questo nuovo progetto, la natura stessa del processo di stampa 3D potrebbe anche contribuire a ridurre il tasso di corrosione nelle parti metalliche. Tecnologia DMPin particolare consente un basso contenuto di ossigeno nella camera di costruzione, favorendo migliori prestazioni di corrosione. “Se la produzione additiva viene utilizzata al posto della produzione tradizionale”, afferma 3D Systems, “i tempi di produzione e consegna possono essere ridotti mantenendo la resistenza alla corrosione e potenzialmente migliorando il tempo medio tra i guasti”. La chiave di questo successo saranno le fasi di post-elaborazione per Leghe di nichel stampate in 3D. Come ha spiegato il dott. Jared Blecher, responsabile dell’ingegneria aerospaziale e della difesa presso 3D Systems, “Riteniamo che i post-processi per componenti fabbricati in modo addizionale possano essere progettati per limitare la corrosione in un ambiente di acqua salata”.
3D Systems lavorerà con altri tre partner sulla guida alla progettazione della corrosione. Newport News Shipbuilding , unico progettista e costruttore di portaerei della US Navy, Northrop Grumman Innovation Systems, divisione aviazione e difesa di Northrop Grumman , ed esperti di corrosione presso l’ Università di Akronparteciperanno tutti alla ricerca. Durante tutto, i partner condurranno 240 test di corrosione su leghe di nichel, testando la resistenza per quattro diverse finiture superficiali e quattro diversi trattamenti termici. Anche il tempo di ricottura post-costruzione sarà variato per studiare in che modo verranno influenzate le parti una volta distribuite. “Attraverso i nostri sforzi di ricerca e sviluppo, i tassi di corrosione saranno quantificati per le parti prodotte in modo aggiuntivo, quindi gli utenti finali avranno dati migliori per decidere quando le parti devono essere ispezionate o sostituite”, ha affermato il dott. Blecher. “Inoltre, esploreremo il valore del trattamento termico per aiutare a migliorare le proprietà meccaniche del pezzo e mitigare la corrosione e infine i costi.” Da parte sua, 3D Systems garantirà che i parametri della macchina e il relativo software siano presi in considerazione durante l’esecuzione del analisi.
Charles Southall, VP di ingegneria e design per la costruzione navale di Newport News, ha aggiunto: “Siamo entusiasti di collaborare con i sistemi 3D per questo importante sforzo. L’anno scorso abbiamo collaborato per qualificare le tecnologie di produzione di additivi metallici per costruire navi da guerra navali e installato la tecnologia DMP di 3D Systems.
“Non vediamo l’ora di espandere tale lavoro sviluppando standard di progettazione per contribuire a creare parti più durevoli e, in definitiva, migliorare la qualità della flotta delle nostre forze armate”.