La stampa 3D con la sabbia dovrebbe consentire una tecnologia di fonderia più rispettosa dell’ambiente
Con due grandi dispositivi, l’Università di Kassel sta ulteriormente espandendo il suo status di luogo di ricerca di alto livello nel campo della tecnologia della fonderia. Una cosiddetta unità Rheoguss ha lo scopo di aiutare a sviluppare processi di fusione per componenti ultraleggeri, mentre una stampante 3D per la sabbia viene utilizzata per produrre stampi e anime di fusione innovativi. Entrambi i dispositivi vengono utilizzati per sviluppare processi di fusione più efficienti dal punto di vista energetico e quindi più rispettosi del clima.
Mentre i processi di stampa 3D sono generalmente consolidati per la plastica e ora anche per i metalli, è in gran parte sconosciuto al di fuori del mondo professionale che le forme tridimensionali possono essere stampate anche dalla sabbia. Nel cosiddetto processo di binder jetting, una stampante sovrappone uno strato di sabbia dopo l’altro di soli 0,24 mm di spessore e li stampa localmente con uno speciale legante secondo la geometria desiderata. Il prodotto poi si indurisce in un forno a microonde fino a creare figure incredibilmente resistenti. Il dipartimento di tecnologia di fonderia diretto dal Prof. Dr.-Ing. Martin Fehlbier desidera utilizzare il processo per stampare stampi e anime di fusione e renderli utilizzabili per la fusione di metalli. Mentre il metallo viene applicato all’interno degli stampi di colata,
A differenza dei processi di colata in sabbia consolidati, la stampa 3D in sabbia inorganica, ad esempio, elimina completamente gli additivi dannosi per l’ambiente come la polvere di carbon fossile o i sistemi di leganti organici, il che riduce significativamente l’impronta di CO2 e le emissioni nocive.
Oltre a determinare i parametri di base e le proprietà dei materiali, ad esempio per creare modelli di simulazione o espandere il potenziale applicativo degli stampi in sabbia stampati, i ricercatori di Kassel vogliono migliorare significativamente il bilancio di CO2 utilizzando sistemi di leganti inorganici che utilizzano la stampa 3D. Un altro obiettivo della ricerca è l’uso di stampi per colata e anime di colata in sabbia nella pressofusione, un processo comune nell’industria. Ciò non è stato possibile fino ad ora, ma aumenterebbe notevolmente i possibili usi di stampi stampati in sabbia nella tecnologia di fusione, afferma Fehlbier.
Un’altra acquisizione è un’unità per il cosiddetto Rheoguss. In questo processo, l’alluminio fuso parzialmente solidificato viene colato in uno stato pastoso con minore apporto di energia e restringimento ridotto. Ciò porta a un riempimento dello stampo “laminare” nel processo di fusione, che riduce i difetti nel componente finito e aumenta la qualità del componente. Il gruppo di ricerca di Kassel vuole rendere il rheocasting utilizzabile per materiali ultraleggeri: questo aprirebbe numerose possibilità, ad esempio per progettare veicoli o aerei più leggeri e quindi più sostenibili.
Entrambi gli investimenti sono finanziati dall’Unione Europea attraverso il programma React-EU con un totale di sette cifre.
L’Università di Kassel ha una delle sue principali aree di ricerca nel campo dei materiali del futuro. C’è una grande sovrapposizione nella tecnologia di fonderia con il secondo focus di ricerca sulla sostenibilità. React-EU è un programma della Commissione europea con il quale, tra l’altro, si intende aumentare la forza innovativa dei paesi dell’UE.
