Durante i tradizionali processi di lavorazione CNC, la maggior parte del materiale grezzo in titanio viene sprecato. Ad esempio, nel caso della lavorazione di pezzi di grandi dimensioni per strutture aeronautiche si ottiene uno spreco di materiale di oltre il 90 percento . Ora, i ricercatori della Leibniz Universität Hannover stanno sperimentando modi per riciclare i trucioli di titanio lasciati dai processi di lavorazione tramite la stampa 3D.
Mentre i trucioli di titanio possono essere riciclati in alcune applicazioni di qualità inferiore (ad esempio, l’uso in compositi), il materiale residuo è spesso corrotto. I ricercatori hanno già dimostrato che le impurità possono essere ridotte modificando i parametri di lavorazione nella fusione del materiale.
“Durante il processo di taglio, i trucioli di titanio sono fortemente contaminati, tra l’altro dall’ossidazione, dal raffreddamento dei residui di lubrificante e dalle particelle degli utensili. Questi contaminanti rendono il riciclaggio dei chip significativamente più difficile “, ha dichiarato Jonas Matthies, membro del team di progetto.
Tuttavia, il team ritiene che si possano ottenere ulteriori vantaggi riciclando il materiale direttamente in polvere per la produzione additiva, rinunciando al processo di fusione ad alta intensità energetica. Invece, i ricercatori stanno macinando il materiale in una polvere fine attraverso un processo di spruzzatura.
“Vogliamo aumentare le risorse e l’efficienza energetica sviluppando una catena di processi di produzione per convertire il materiale truciolare in polvere”, spiega Matthies. “Usando i chip come materiale di input nella produzione di polvere, prevediamo una riduzione del consumo di energia e delle emissioni di CO 2 fino all’80%”.
Naturalmente, il materiale è adatto per la produzione additiva. Il titanio è uno dei materiali più comunemente utilizzati nel metallo AM, sia per applicazioni aerospaziali , componenti automobilistici o progettazione di impianti medici . In questo caso, i ricercatori si concentrano sulla produzione di componenti per aeromobili. La ricerca è guidata dall’Institute for Manufacturing Technology e Machine Tools (IFW), l’obiettivo generale è quello di superare i “deficit” in termini di convenienza, efficienza, consumo di energia e conservazione delle risorse. Anche altri quattro partner industriali — impegnati nelle industrie aeronautiche e di riciclaggio — stanno lavorando al progetto.
Mentre i ricercatori continuano a ricercare la produzione di parti in AM, stanno cercando di scoprire di più su “l’impostazione mirata delle proprietà dei componenti nella catena di processo generale”.
“Il vantaggio di una visione olistica della catena di processo risiede nella conoscenza dei vari meccanismi di azione nelle varie stazioni di produzione. Regolando queste viti di arresto, è possibile fabbricare componenti con proprietà specifiche del materiale. “
