Nuove Prospettive nella Stampa 3D Metallica per Combattere la Corrosione in Ambiente Marino
Un team di ricercatori nell’ambito della stampa 3D metallica ha compiuto un importante passo avanti nel combattere la corrosione, un problema che affligge le componenti metalliche, soprattutto quelle esposte all’ambiente marino. Questo studio si è concentrato sulla corrosione che colpisce i pezzi fabbricati tramite il processo di Laser Powder Bed Fusion (LPBF), una tecnica di stampa 3D che utilizza un laser per fondere selettivamente la polvere metallica in strati successivi, creando oggetti solidi tridimensionali.
La corrosione, un fenomeno che annualmente causa danni per circa 276 miliardi di dollari solo negli Stati Uniti, rappresenta una sfida significativa. Particolarmente vulnerabile è l’acciaio inossidabile 316L, frequentemente impiegato in applicazioni marine per la sua resistenza; tuttavia, la corrosione marina può limitarne l’efficacia.
L’Indagine sulla Corrosione dell’Acciaio 316L
Il gruppo di ricerca si è domandato se il trattamento superficiale post-produzione, come la lucidatura, che riduce la corrosione nei pezzi convenzionalmente prodotti in 316L, avesse lo stesso effetto positivo sui componenti realizzati con LPBF. Attraverso l’uso di strumentazioni avanzate, tra cui la microscopia elettronica a trasmissione, hanno esaminato gli ossidi superficiali presenti sui campioni metallici stampati in 3D.
La Scoperta delle Scorie e la Loro Origine
Gli studi hanno rivelato che la presenza di scorie, piccole particelle metalliche sulla superficie dei pezzi, era una causa significativa della corrosione in ambiente marino dei componenti in 316L fabbricati con LPBF. Queste scorie, ricche di solfuri di manganese, interagiscono con l’acqua di mare innescando il processo corrosivo. Sono state identificate due fonti principali di queste particelle: la polvere metallica utilizzata e gli schizzi generati durante la stampa.
Verso una Soluzione
L’indagine ha messo in luce che gli additivi tradizionalmente usati nell’acciaio 316L, come il manganese (Mn) e il silicio (Si), introdotti per ridurre l’ossidazione durante la fusione o la saldatura convenzionale, potrebbero effettivamente contribuire alla formazione di scorie in pezzi prodotti mediante LPBF. Di conseguenza, i ricercatori suggeriscono l’adozione di una nuova composizione di acciaio 316L ottimizzata per LPBF, che eviti l’aggiunta di Mn e Si per prevenire la formazione di scorie e, di conseguenza, la corrosione.
Questa scoperta apre la strada a una possibile soluzione semplice per un problema complesso, evidenziando le sfide intrinseche nell’uso di materiali tradizionali nella produzione additiva. Grazie a questa ricerca, è probabile che in futuro vedremo l’introduzione di nuovi materiali 316L ottimizzati per la stampa 3D, in grado di resistere alla corrosione in ambiente marino.
Combattere la Corrosione nel Settore Marino”
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