Auburn University, Amaero e Austal USA: una collaborazione per accelerare dati e qualifica nella stampa 3D metallica
Il perimetro dell’accordo e il ruolo di NCAME (Auburn)
Il fulcro dell’iniziativa è il National Center for Additive Manufacturing Excellence (NCAME) di Auburn University, che mette a disposizione una catena “end-to-end” che va dalla produzione dei campioni alla generazione del dato: stampa, test meccanici, caratterizzazione microstrutturale e analisi. L’obiettivo operativo dichiarato è comprimere i cicli di apprendimento: ottenere indicazioni tecniche in settimane, evitando che ogni iterazione dipenda dall’invio di provini a più laboratori esterni con tempi più lunghi.
Perché Amaero entra in gioco: polveri costose e leghe “difficili”
Con Amaero (specialista di additive manufacturing metallico e produttore di polveri di leghe speciali), NCAME sta lavorando su polveri avanzate per applicazioni aero-spazio e difesa, incluse Nb-C103 e Ti-6Al-4V. Il nodo è economico e pratico: la Nb-C103 è descritta con costi che possono arrivare a 4.000 dollari/kg, quindi testare molte condizioni di processo “consumando” materiale diventa rapidamente proibitivo. La collaborazione punta a un metodo ad alta produttività (high-throughput) che usa quantità minime di polvere per costruire rapidamente relazioni processo-struttura-proprietà (process-structure-property).
Cosa rende Nb-C103 interessante (e perché serve più “material data”)
La lega C103 è una lega a base niobio con aggiunte tipiche (ad esempio hafnio e titanio) pensata per contesti ad alta temperatura; per questo compare in discussioni e supply chain di settori come propulsione, componenti termicamente sollecitati e applicazioni avanzate. Tuttavia, perché una lega passi dall’essere “stampabile” all’essere adottabile in produzione, servono dataset robusti: finestre di processo, ripetibilità, microstrutture, difettologia e proprietà meccaniche ottenute con procedure coerenti. È qui che l’approccio di NCAME mira a ridurre attrito e tempi, specialmente per materiali costosi e con disponibilità non banale.
Austal USA: dall’AM come prototipazione all’AM come risposta ai lead time navali
La parte con Austal USA (cantieristica e difesa, con impianti principali in Alabama) è orientata a un problema tipico del navale: componenti forgiati o fusi ordinati in volumi bassi possono avere tempi di consegna riportati nell’ordine di uno-due anni. In questo contesto, la stampa 3D metallica è trattata come leva “di filiera”: ridurre attese, sbloccare riparazioni/ricambi e, quando possibile, abilitare geometrie più complesse. La collaborazione con NCAME mette un accento specifico su sensori in-process / in-situ e correlazione tra dati di processo e difetti/microstruttura risultanti.
Il concetto chiave: “material allowables” e qualifica per impieghi critici
Uno degli output più importanti citati nel progetto è la costruzione di material allowables: insiemi statisticamente derivati di proprietà meccaniche (limiti di tensione/deformazione e altre grandezze) necessari per portare materiali e processi verso l’uso in componenti reali, soprattutto in ambito difesa e navale. In pratica, non basta dimostrare che “un provino viene bene”: occorre una base dati ripetibile, tracciabile e sufficiente a sostenere requisiti di progettazione, qualifica e approvvigionamento.
Il contesto “supply chain” della U.S. Navy e l’ecosistema AM CoE
Il lavoro di Austal USA sulla produzione additiva si inserisce in un quadro più ampio in cui la U.S. Navy sta promuovendo hub e programmi per rendere la catena di fornitura più robusta. In Virginia, l’Additive Manufacturing Center of Excellence (AM CoE) ospitato presso l’Institute for Advanced Learning and Research (IALR) viene descritto come un hub operativo nato da collaborazioni con la U.S. Navy e orientato ad aumentare la capacità della base industriale della difesa. Parallelamente, esistono iniziative (guidate da ASTM International tramite il proprio AM CoE) che coinvolgono Austal USA e BlueForge Alliance per processi di “supplier activation” e allineamento a requisiti/qualifiche richiesti in ambito navale.
Connessioni con altre iniziative: Velo3D, qualifica polveri e standard
Nel 2025 è stata riportata l’avanzamento della qualifica di polveri C103 e Ti-6Al-4V di Amaero anche in relazione a piattaforme industriali (come quelle di Velo3D) e a milestone di conformità a standard del settore per polveri e materiali. In questo scenario, la funzione di un centro come NCAME è ridurre il rischio tecnico: test mirati, evidenze sperimentali e documentazione che accelerano passaggi industriali (supply agreement, qualifiche, set di parametri).
Cosa “cambia” operativamente: tempi di iterazione e decisioni più rapide
Il punto pratico dichiarato dalle parti è la capacità di prendere decisioni più velocemente: se ogni ciclo di prova-stampa-test-analisi rientra in poche settimane, si riduce il numero di “attese” che tipicamente rallentano l’industrializzazione dell’AM metallico (soprattutto quando si lavora con leghe costose o filiere complesse come aero-spazio e navale). Questo non elimina la necessità di qualifica e standardizzazione, ma può rendere il percorso più lineare: meno colli di bottiglia, più dati comparabili e iterazioni più frequenti.
