Produzione additiva di un prezioso vetro metallico sfuso
Stampa 3D con vetro metallico sfuso
Un team di ricerca svizzero ha sviluppato un nuovo tipo di vetro metallico (Bulk Metallic Glass, BMG). Utilizzando una polvere BMG a base di palladio (Pd) e una stampante 3D LPBF convenzionale , gli ingegneri sono stati in grado di produrre campioni privi di crepe con una densità del 99,6% e una superficie naturale simile a uno specchio. Poiché i prototipi del team richiedevano meno di 70 g di materiale per la stampa, in futuro potrebbero fungere da precursori per una nuova gamma conveniente di gioielli e componenti per orologi fabbricati in modo additivo.
Grazie alla loro elevata resistenza alla corrosione e all’ossidazione, i metalli preziosi puri sono per molti versi materiali ideali per la produzione di gioielli. Tuttavia, tali leghe tendono anche a graffiarsi facilmente. Sebbene siano state condotte ricerche approfondite per sviluppare leghe di metalli preziosi con proprietà migliori, finora ciò si è dimostrato piuttosto difficile.
I BMG, d’altra parte, sono sempre più visti come un’alternativa promettente ai componenti cristallini, poiché la loro natura amorfa significa che non possono essere influenzati da dislocazioni e difetti ai bordi dei grani. Sebbene il primo BMG abbia più di 70 anni, queste strutture sono spesso create mediante fusione convenzionale, che limita le dimensioni delle parti che possono essere prodotte.
Tuttavia, con l’aiuto della stampa 3D LPBF, è teoricamente possibile stampare BMG prevenendo la loro cristallizzazione, con conseguente parti amorfe permanenti. Finora, tuttavia, il processo è stato applicato solo a metalli come ferro e alluminio.
Al fine di valutare il pieno potenziale della manifattura additiva nella produzione di BMG di alta qualità a base di oro e argento, il team svizzero ha quindi cercato di determinare il set ottimale di parametri per la produzione di strutture di palladio altamente amorfo, nonché il punto di svolta a cui le deviazioni di calore portano a irregolarità nella forma e nella geometria delle parti.
Dopo diversi test, il team è riuscito a trovare i parametri ideali per la produzione. Ciò ha permesso ai ricercatori di stampare in 3D un cilindro da 3 mm x 4 mm con un volume di porosità di solo lo 0,4%. Tuttavia, il team ha riconosciuto che i loro risultati potrebbero essere influenzati dalla risoluzione della loro scansione μCT e che la resistenza alla compressione del campione era del 14% inferiore a quella delle alternative colate. Questo parla di un ulteriore potenziale di miglioramento dei parametri.
I ricercatori hanno pubblicato l’intero lavoro con il titolo ” Produzione additiva di un prezioso vetro metallico sfuso “.
