Che cos’è la novità
Un gruppo di ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha messo a punto una ricetta per una lega di alluminio stampabile via Laser Powder Bed Fusion (LPBF) che coniuga elevatissima resistenza meccanica e stabilità microstrutturale fino a 400 °C, un intervallo termico insolitamente alto per l’alluminio. I test mostrano una resistenza 5 volte superiore rispetto all’alluminio prodotto con metodi tradizionali e circa il 50% in più rispetto a leghe progettate senza l’ausilio dell’intelligenza artificiale. L’obiettivo dichiarato è ridurre masse, costi e vincoli termici in applicazioni come aeronautica, automotive, pompe da vuoto avanzate e raffreddamento per data center. 

Come ci sono arrivati (e perché conta)
Il team ha combinato simulazioni computazionali e machine learning per restringere un enorme spazio di progetto: invece di valutare oltre un milione di combinazioni di elementi, il modello ha guidato la ricerca verso 40 formulazioni promettenti, selezionando una composizione (alluminio + 5 elementi) che, una volta stampata, sviluppa una fitta popolazione di precipitati nanometrici in grado di bloccare il movimento dei difetti cristallini. Il raffreddamento rapidissimo tipico della LPBF evita l’ingrossamento dei precipitati, fissando una microstruttura fine e stabile anche ad alta temperatura. 

Chi c’è dietro (istituzioni e ruoli)
La ricerca è stata guidata al MIT da Mohadeseh Taheri-Mousavi (oggi alla Carnegie Mellon University) insieme al gruppo del prof. John Hart (MIT MechE). Hanno contribuito anche Paderborn University (Germania) — che ha stampato i provini in LPBF — e Carnegie Mellon University per analisi e validazione. Il lavoro è firmato, tra gli altri, da Greg Olson, James LeBeau e colleghi, e pubblicato su Advanced Materials. 

Cosa cambia per l’Additive Manufacturing dell’alluminio
Le leghe di alluminio “ad alte prestazioni” sono storicamente difficili da processare in LPBF per problemi come hot-cracking e controllo della microstruttura. Questa ricetta dimostra che è possibile progettare polveri realmente stampabili che, grazie a cinetiche di solidificazione ad hoc, mantengono precipitati fini e resistenza elevata anche dopo esposizione a 400 °C. In prospettiva, si apre una strada per componenti leggeri e resistenti al calore, con impatti diretti su efficienza energetica (trasporti) e cost of ownership (sostituzione del titanio in alcuni casi d’uso, laddove compatibile con i requisiti).  

Dove potremmo vederla applicata

• Ventole e palette di turbomacchine: oggi spesso in titanio (più pesante e notevolmente più costoso). Una lega Al ad alta resistenza e stabilità termica ridurrebbe peso e inerzie, migliorando consumi e manutenzione, previa qualifica.  

• Automotive premium e motorsport: sistemi termicamente sollecitati (alloggiamenti compressori, scambiatori strutturali) dove servono geometrie complesse e dissipazione. 

• Pompe da vuoto/termofluidica e raffreddamento data center: utilizzo di LPBF per canali interni ottimizzati con resistenza a creep/ricottura fino a 400 °C.

• Cosa sappiamo (e cosa no) sulla composizione

Le fonti pubbliche specificano una miscela di alluminio con cinque elementi ottimizzata tramite ML; i dettagli stechiometrici completi sono nel paper su Advanced Materials e nelle comunicazioni accademiche. Per l’adozione industriale restano da mappare: finestre di processo, trattamenti post-processo, proprietà a fatica/creep e compatibilità con piattaforme LPBF commerciali. 

Perché la Germania è citata nel progetto
I provini LPBF sono stati stampati da collaboratori in Germania (Paderborn University) con polveri formulate secondo la ricetta MIT. Le prove meccaniche e le analisi microstrutturali hanno confermato le previsioni del modello, inclusa la stabilità fino a 400 °C e il vantaggio +50% rispetto a design senza AI.  

Prossimi passi
Il gruppo dichiara di voler usare la stessa pipeline di machine learning per ottimizzare altre proprietà (ad es. tenacità, resistenza a corrosione/stress-corrosion, conducibilità) e di trasferire il metodo ad altre famiglie di leghe. Parallelamente, serviranno studi su scalabilità delle polveri, ripetibilità multi-macchina e qualifica settoriale (aeronautica/automotive).