Blue Origin e NCAME uniscono le forze per migliorare la stampa 3D del rame
Una collaborazione strategica tra industria spaziale e ricerca accademica
La società statunitense Blue Origin, attiva nel settore aerospaziale, ha avviato una collaborazione con il National Center for Additive Manufacturing Excellence (NCAME) dell’Auburn University con l’obiettivo di sviluppare soluzioni più efficaci per la stampa 3D del rame, un materiale notoriamente complesso da gestire attraverso tecniche di manifattura additiva. Nell’ambito di questo progetto, Blue Origin ha donato due stampanti EOS M290, appositamente progettate per affrontare le sfide poste dalla lavorazione del rame in ambienti industriali ad alta precisione.
Secondo quanto dichiarato dal prof. Nima Shamsaei, direttore di NCAME e docente di Ingegneria Meccanica, queste stampanti verranno utilizzate per accelerare la ricerca applicata su leghe a base di rame, in particolare su materiali sviluppati per applicazioni spaziali.
Le difficoltà tecniche nella stampa 3D del rame
Il rame presenta caratteristiche fisiche che rendono complessa la sua lavorazione attraverso tecnologie laser-based. Due delle principali criticità sono:
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Elevata riflettività: gran parte dell’energia emessa dal laser viene riflessa dalla superficie del materiale, riducendo l’efficienza di fusione e compromettendo la qualità dell’unione tra gli strati.
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Alta conducibilità termica: il calore viene rapidamente disperso nella massa del materiale, rendendo difficile il mantenimento di una temperatura stabile all’interno del melt pool (la zona fusa temporanea).
Queste condizioni provocano instabilità nel processo di fusione, aumentando il rischio di difetti strutturali nei componenti stampati, come porosità, deformazioni o microcricche.
Soluzioni pratiche e materiali alternativi
Come evidenziato dal ricercatore Jonathan Pegues di NCAME, per ottenere risultati stabili nella stampa 3D del rame è spesso necessario ricorrere a laser specializzati, come quelli a lunghezze d’onda più corte (es. verde o rosso), che offrono una maggiore efficienza di assorbimento rispetto ai comuni laser infrarossi.
Tuttavia, la lega GRCop-42, sviluppata per l’ambito spaziale e composta da rame con piccole percentuali di cromo e niobio, ha dimostrato una buona compatibilità con sistemi più accessibili come le stampanti EOS M290, basate su laser IRF (infrarossi a fibra). Questo materiale, se lavorato con parametri adeguati, consente di ottenere componenti strutturalmente solidi senza la necessità di modifiche sostanziali all’hardware esistente.
La donazione delle due nuove unità EOS M290 da parte di Blue Origin permette al team di NCAME di intensificare i test su GRCop-42 e contribuire allo sviluppo di parametri di processo più affidabili per impieghi industriali.
Applicazioni e sviluppi nel settore della stampa 3D in rame
L’interesse per il rame nella manifattura additiva è in costante crescita, grazie alla possibilità di realizzare componenti con geometrie complesse, ridurre lo spreco di materiale e contenere i costi per produzioni a basso volume. Queste caratteristiche lo rendono particolarmente interessante per settori come aerospazio, elettronica e automotive, dove è richiesta una combinazione di conducibilità elettrica e termica elevate.
Altri operatori del settore si stanno muovendo nella stessa direzione. Ad esempio, Nikon SLM Solutions ha messo a punto nuovi parametri di stampa ottimizzati per il GRCop-42, destinati a sistemi di Selective Laser Melting (SLM) di grande formato come l’NXG XII 600. Questi parametri consentono di raggiungere densità prossime al 99,97%, mantenendo uniformità nelle proprietà meccaniche anche nelle zone sovrapposte tra più laser.
Tecnologie alternative e nuovi approcci
Anche in Cina si registrano progressi significativi. In occasione di TCT Asia 2025, l’azienda Eplus3D ha mostrato la capacità di stampare rame puro e leghe di rame impiegando laser a luce rossa, una scelta tecnologica che migliora l’assorbimento dell’energia e stabilizza il processo di fusione. La società ha inoltre dimostrato la possibilità di produrre componenti in rame di grandi dimensioni, superando uno degli ostacoli più significativi nella stampa di questo materiale: l’instabilità termica nei volumi elevati.
La possibilità di lavorare il rame senza dover intervenire in modo significativo sull’hardware delle stampanti apre la strada a un’adozione più ampia di questa tecnologia. In particolare, si prevede un impatto positivo su settori ad alta intensità energetica, dove la gestione termica è una componente fondamentale.
Prospettive future e impatto della collaborazione
Il lavoro congiunto tra Blue Origin e NCAME si inserisce in un contesto più ampio di sviluppo di materiali avanzati per la stampa 3D, in cui le prestazioni del componente finito dipendono strettamente dalla qualità della materia prima e dalla precisione dei parametri di processo. L’obiettivo comune è quello di colmare il divario tra i requisiti industriali e le attuali capacità tecnologiche, costruendo un percorso che renda la stampa 3D del rame più prevedibile, efficiente e ripetibile.
Attraverso questo tipo di collaborazioni, diventa possibile trasferire la ricerca accademica verso applicazioni pratiche, accelerando l’adozione di materiali complessi come il rame nel mondo reale, soprattutto nei settori in cui affidabilità e prestazioni non possono essere compromesse.
