Obiettivi e finanziamento
Con un budget di 7,2 M € da Horizon Europe e il coordinamento della Technische Universität München, il progetto InShaPe (06/2022–05/2025) ha riunito undici partner – tra cui EOS, Oerlikon AM, BEAMIT e Technion – per ottimizzare la fusione a letto di polvere metallica via laser .
Beam shaping ad anello: principio fisico
Il team ha sostituito il profilo gaussiano con un fascio toroidale modulato in tempo reale: l’energia si distribuisce lungo una corona circolare che stabilizza la pozza di fusione e attenua spruzzi e micro-cricche. L’algoritmo di controllo, basato su reti neurali convoluzionali, adatta raggio interno e intensità alla geometria del layer, riducendo gli offset termici tra pareti sottili e masse piene .
Monitoraggio multispettrale integrato
Una telecamera MSI cattura segnali nel visibile e nel vicino infrarosso; l’analisi spettrale rivela variazioni di emissività legate a porosità incipiente. Le mappe termiche vengono reinviate al controllo del laser in meno di 40 ms, consentendo riparazioni in volo o pause mirate del job.
Risultati sui casi studio industriali
Su cinque dimostratori – girante IN718 per turbomacchine, parte di combustore CuCrNb, testa cilindro AlSi10Mg, impeller aerospaziale e antenna satellitare – InShaPe ha registrato:
| Indicatore | Stato dell’arte | Con InShaPe | Variazione |
|---|---|---|---|
| Tasso di build | 15 cm³/h | 93,3 cm³/h | +520 % |
| Costo per pezzo | 100 % | 50 % | –50 % |
| Consumo energetico | 100 % | 40 % | –60 % |
| Spreco di polvere | 100 % | 70 % | –30 % |
I valori derivano da test su cella EOS M 290 customizzata con ottica 500 W .
Prospettive per la supply chain europea
Il consorzio stima che l’adozione del beam shaping potrebbe portare il costo pezzo di turbina IN718 sotto i 220 €/kg già nel 2027, rendendo la PBF-LB/M competitiva con la fusione di precisione. In parallelo, BEAMIT sta industrializzando la tecnica su macchine multi-laser 1 kW per production runs in aerospazio e gas turbine, mentre Oerlikon valuta un retrofit commerciale del modulo ottico entro fine 2026
