L’acciaio stampato è più leggero dell’alluminio
L’Università di Nebrija a Madrid e i professionisti della produzione di ArcelorMittal hanno sviluppato insieme un nuovo processo di stampa dell’acciaio. I montanti in acciaio sono stampati cavi.
Duro come l’acciaio e più leggero dell’alluminio. Condizioni fantastiche per un telaio di una moto. Insieme agli esperti di ArcelorMittal, il ricercatore spagnolo Sergio Corbera ha notevolmente avanzato il processo di stratificazione laser e ha stampato un telaio per moto in acciaio che è molto più leggero di un telaio in alluminio. Il segreto sta nella natura, nelle ossa degli uccelli.
Le ossa degli uccelli sono cave, hanno pareti molto sottili e sono estremamente stabili per l’uso previsto. Corbera utilizza questo principio nel suo nuovo processo: può utilizzare un laser per stampare strutture cave dalla polvere di acciaio convenzionale, le cui pareti hanno uno spessore di soli 0,8-1,0 millimetri. Con almeno la stessa stabilità, il telaio in acciaio, che pesa solo 3,8 chili, è più leggero di oltre un chilo rispetto a un telaio in alluminio comparabile e solo la metà buona di un telaio tubolare in acciaio. Per quanto riguarda la rigidità e la flessibilità del telaio, lo sviluppatore Sergio Corbera afferma: “Grazie ai nostri algoritmi generativi, abbiamo valutato molte soluzioni di design fino a trovare quella migliore in termini di equilibrio della rigidità. Inoltre, la produzione additiva consente la creazione di forme complesse. La combinazione di entrambe le tecniche ha giocato un ruolo chiave nel trovare una forma che soddisfacesse l’equilibrio di rigidità desiderato. In questo senso, la forma offre una sensazione migliore rispetto a un telaio in alluminio pressofuso perché il bilanciamento della rigidità è migliore”.
Secondo Corbera, la tecnologia raggiunge i suoi limiti con questi spessori di parete, poiché la polvere d’acciaio appena fusa dal laser non si cristallizza immediatamente di nuovo, rendendo la struttura instabile per un breve periodo. Inoltre, il raggruppamento dei singoli grani di polvere è sempre possibile e favorisce la porosità indesiderata dell’acciaio stampato. Naturalmente, l’ordine di stampa era essenziale per il successo, poiché i corpi cavi erano sempre sagomati in modo tale che la polvere rimanente cadesse dalla struttura. Riguardo al cosiddetto angolo di sbalzo in compressione, Corbera afferma: “Inserendo l’angolo di sbalzo nei nostri algoritmi, abbiamo ottenuto una struttura cava senza supporti interni. In questo modo, gli algoritmi hanno progettato la forma in base ai requisiti di prestazione, ma a allo stesso tempo ha tenuto conto delle condizioni dell’angolo di sbalzo. Con una parte complessa come questa, progettarla senza alcun supporto è una grande sfida. Per l’uso dell’acciaio come materiale era necessaria una struttura cava, poiché questo materiale è più pesante dell’alluminio o del titanio. Grazie a questo sviluppo, il telaio in acciaio è notevolmente più leggero di quello in alluminio”.
Una cosa è chiara: si tratta di un prototipo, più precisamente di una tesi di laurea magistrale all’università. Questa non è una tecnologia che entrerà in produzione in serie domani. Ricorda il telaio stampato della BMW nel 2018 , anche nel 2022 la produzione additiva in metallo non sarà produzione in serie e, in tal caso, solo per componenti non strutturali. Tuttavia, Sergio Corbera ritiene: “In questo momento è ancora troppo costoso, ma nei prossimi anni il processo sarà standardizzato e molte parti saranno realizzate con questa tecnologia”. E quando si parla di tutela ambientale o sostenibilità, il ricercatore è certo: “Stiamo valutando questo aspetto, quindi è difficile per noi fare una dichiarazione. Secondo noi, la risposta è “sì”.
Un ricercatore dell’Università di Nebrija ha sviluppato un nuovo tipo di produzione additiva dei telai delle moto. Può stampare a laser polvere d’acciaio in strutture cave e costruire così un telaio più leggero della sua controparte in alluminio, ma realizzato in acciaio, che è facile da ottenere. Tuttavia, questa tecnologia è ben lungi dall’essere prodotta in serie.
