Utilizzo dell’imaging neutronico per migliorare le superleghe
I ricercatori, in collaborazione con il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, hanno utilizzato l’imaging a neutroni per studiare gli effetti delle sollecitazioni in nuove superleghe prodotte tramite stampa 3D basata su laser. Questo approccio ha permesso di ottenere informazioni dettagliate sulla struttura interna delle leghe e di individuare le tensioni residue presenti nei materiali.
Produzione additiva e imaging neutronico
Le superleghe in questione sono state realizzate con la produzione additiva basata su laser, un processo in cui la polvere metallica viene fusa e modellata strato dopo strato, dando vita a componenti complessi. Successivamente, i neutroni sono stati impiegati per esaminare la struttura interna dei metalli, utilizzando il diffrattometro VULCAN presso la Spallation Neutron Source (SNS) e lo strumento di imaging MARS presso il reattore isotopico ad alto flusso (HFIR) del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge (ORNL). Questo metodo ha consentito di registrare in dettaglio la distribuzione delle tensioni residue all’interno dei materiali.
Riduzione delle sollecitazioni con trattamenti termici
I risultati dello studio hanno evidenziato che trattamenti termici mirati possono ridurre in modo significativo le sollecitazioni che si formano durante il processo di stampa. Inoltre, è stato rilevato che la formazione delle sollecitazioni dipende più dai parametri di processo, come la durata dell’azione del laser e l’erogazione di energia, che dalla composizione chimica delle leghe stesse.
Verso superleghe più avanzate ed economiche
Questi risultati stanno contribuendo allo sviluppo di leghe più avanzate e resistenti, che possono essere prodotte anche in modo più economico. Miglioramenti di questo tipo sono essenziali per applicazioni in ambienti estremi, dove le proprietà dei materiali, come robustezza e resistenza al calore, risultano fondamentali. Integrando i risultati di questa ricerca nella produzione additiva, sarà possibile produrre in futuro componenti più robusti ed efficienti, capaci di soddisfare gli elevati requisiti delle tecnologie moderne.
Prospettive future
I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Advanced Functional Materials, rappresentano un importante passo avanti nell’evoluzione della produzione additiva. Questi risultati forniscono una solida base per future innovazioni nella scienza dei materiali e nella produzione industriale, ottimizzando la realizzazione di superleghe e ampliando le loro possibili applicazioni.
