L’US Army Research Laboratory (ARL) ha collaborato con ricercatori dell’Università della Florida centrale (UCF) per stampare in 3D componenti di armi più leggere per i soldati.
In particolare, il team congiunto ha ottimizzato i parametri di processo per la stampa 3D di una lega di magnesio ad alta resistenza chiamata WE43. La lega leggera è stata utilizzata per fabbricare 24 strutture micro-reticolari tramite fusione a letto di polvere laser, che ha permesso agli scienziati di caratterizzare la sua resistenza alla compressione e le modalità di rottura. Le speranze sono che WE43 finirà per essere utilizzato nelle future parti dell’Esercito.
“Abbiamo utilizzato una lega di magnesio nota come WE43, che è stata stampata in 3D con successo solo da una manciata di ricercatori”, ha affermato il dottor Brandon McWilliams, il principale ricercatore per la stampa 3D di metalli presso l’ARL. “In questo lavoro, abbiamo ottimizzato il processo per ottenere una densità maggiore rispetto a quanto riportato in precedenza e l’abbiamo utilizzata per produrre e caratterizzare strutture reticolari costituite da WE43”.
Il magnesio Elektron WE43 è descritto come una lega di colata ad alta resistenza. Il materiale può essere utilizzato a temperature fino a 300 ° C e vanta una resistenza alla trazione di 250 MPa. Offrendo una miscela di eccellenti proprietà meccaniche con resistenza alla corrosione, WE43 ha già visto l’uso in gruppi di trasmissione di elicotteri, motori aerospaziali, automobili ad alte prestazioni e persino missili.
Accoppiato con la stampa 3D in metallo, il materiale ha il potenziale per fornire componenti di missione critici come e quando necessario, eliminando la dipendenza dell’esercito da catene di approvvigionamento convenzionali inefficienti in termini di tempo. Inoltre, McWilliams ritiene che la spinta verso la stampa 3D in lega leggera sarà un aspetto cruciale della strategia di modernizzazione dell’esercito americano, rendendo le operazioni un po ‘più facili per i futuri soldati sul campo.
McWilliams aggiunge: “I sistemi attuali sono troppo pesanti, il che aumenta il carico per il soldato, riduce l’efficienza del carburante e degrada l’efficacia della missione. Il mio obiettivo come ricercatore dell’esercito è condurre una ricerca, che abbia le massime possibilità di successo di transizione dalla fase di ricerca di base e applicata all’applicazione pratica al fine di consentire l’overmatch trasformazionale “.
L’ARL si è impegnata a collaborare con l’industria e il mondo accademico su progetti di ricerca sin dal lancio della sua iniziativa Open Campus . Oltre alla semplice produzione additiva, l’Open Campus mira a sfruttare le competenze regionali per accelerare l’innovazione in una pletora di campi STEM.
Per il progetto UCF, i ricercatori di ARL lavoreranno ora per valutare la velocità di deformazione e le proprietà balistiche delle loro parti in magnesio WE43 stampate in 3D. Il team cercherà anche nuove applicazioni dimostrative, come velivoli senza pilota ultraleggeri e componenti di veicoli terrestri robotici.
“Questa è stata una collaborazione entusiasmante e gratificante che ha prodotto il risultato tecnologico fondato sulla comprensione fondamentale dei materiali e della produzione additiva”, ha affermato il prof. Yongho Sohn, capo ricercatore presso UCF. “La visione tecnologica con chiari obiettivi scientifici definiti dal Dr. McWilliams e dal suo team sono stati la chiave del nostro contributo”.
L’esercito degli Stati Uniti, proprio come il resto delle forze armate, non è estraneo alla stampa 3D in metallo. All’inizio di questo mese, la Applied Science & Technology Research Organization (ASTRO America) è stata selezionata per coordinare una nuova iniziativa dell’esercito statunitense incentrata sullo sviluppo di una stampante 3D in metallo di grandissimo formato per la produzione di veicoli terrestri. In modo simile al lavoro presso UCF, il sistema verrà utilizzato per stampare in 3D scafi (chassis) di veicoli corazzati leggeri e monopezzo per carri armati e Humvee.
Altrove, al Penn State College of Engineering , i ricercatori hanno recentemente ricevuto 434.000 dollari dall’esercito degli Stati Uniti per sviluppare un metodo ottimizzato di stampa 3D di leghe ad alta resistenza . Il progetto vedrà il team sfruttare la modellazione al computer per sviluppare un processo DED basato su laser in grado di stampare acciai robusti con proprietà dei materiali migliorate.
