Rottami di alluminio trasformati in leghe ad alte prestazioni: una nuova frontiera nella metallurgia
I ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) hanno sviluppato un metodo innovativo per convertire i rottami di alluminio in leghe ad alte prestazioni senza l’utilizzo dei tradizionali processi di fusione. Questo approccio promette di ridurre i costi e migliorare la sostenibilità ambientale.
Un processo innovativo
Secondo i risultati pubblicati su Nature Communications, il nuovo metodo permette di ottenere leghe di alluminio con proprietà comparabili all’alluminio primario utilizzando materiali di scarto industriale. Il processo, chiamato Solid Phase Alloying, combina rottami di alluminio con elementi come rame, zinco e magnesio per creare una lega omogenea. Utilizzando una tecnologia brevettata nota come Shear Assisted Processing and Extrusion (ShAPE), il materiale viene trasformato in una lega uniforme in pochi minuti. Questo approccio sfrutta calore e attrito per ottenere una struttura uniforme, eliminando la necessità di una fusione ad alta intensità energetica.
Xiao Li, scienziato dei materiali e autore principale dello studio, ha dichiarato: “La novità del nostro lavoro è che, aggiungendo una quantità precisa di elementi metallici ai trucioli di alluminio, possiamo trasformare un rifiuto a basso costo in un prodotto di alto valore in meno di cinque minuti.”
Vantaggi e applicazioni
Le leghe prodotte con questo metodo offrono una resistenza alla trazione superiore del 200% rispetto all’alluminio riciclato convenzionale. Ciò significa maggiore durata e migliori prestazioni per applicazioni in settori come l’automotive e l’aviazione. Un ulteriore vantaggio è il risparmio energetico: eliminando la fusione, si riducono significativamente i consumi di energia e risorse.
Cindy Powell, responsabile scientifico e tecnologico per l’energia e l’ambiente al PNNL, ha commentato: “La lega allo stato solido non si limita alle leghe di alluminio. Questo approccio potrebbe essere applicato a combinazioni di metalli completamente nuove che prima non potevamo produrre.”
Prospettive per la stampa 3D
Un aspetto particolarmente promettente è l’adattamento di queste leghe per la stampa 3D basata su fili, come la Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Questo processo richiede fili con composizioni su misura, che spesso rappresentano una sfida nella produzione tradizionale.
Li ha spiegato: “Con la lega in fase solida possiamo creare composizioni esatte, come il 2% o il 5% di rame, per soddisfare le esigenze specifiche della produzione additiva.”
Implicazioni future
Questa tecnologia potrebbe rivoluzionare la produzione di leghe per una vasta gamma di applicazioni. Supportata dal programma Solid Phase Processing Science Initiative del PNNL, la ricerca apre la strada a leghe innovative, sostenibili e ad alte prestazioni. Con un team multidisciplinare al lavoro, il futuro della metallurgia si prospetta più efficiente ed ecocompatibile.
