Una stampante 3d cinese rivoluzionaria all-in-one è in grado di fondere e stampare in 3D il metallo che viene utilizzato per gli aerei da caccia invisibili gli Stealth cinesi.
Proprio la scorsa settimana, un team di ricercatori cinesi dell’Università Huazhong ha presentato una stampante 3D davvero notevole che potrebbe cambiare la produzione metal del tutto: fusione forgiatura e stampa in 3D metal insieme. Questa macchina rivoluzionaria combina la stampa 3D, la fusione e lo stampaggio in un unico dispositivo, e produce risultati di alta qualità, eliminando i costi di materiali ed equipaggiamenti in eccesso. Ha certamente il potenziale per essere utilizzata in quasi ogni settore, ma gli specialisti dell’aviazione cinesi saranno i primi ad adottarlo e utilizzeranno questa stampante 3D per la produzione di componenti critici per la quinta generazione dei caccia cinesi , tra cui lo stealth Chengdu J-20 e lo Shenyang J-31.
Naturalmente questa non è affatto la prima volta che il governo cinese applica la stampa 3D alla produzione militare; le navi da guerra cinesi hanno a bordo stampanti 3D dai primi mesi del 2015, con un occhio sulle riparazioni di emergenza. Ma il fatto che questa nuova stampante 3D sia già utilizzata per la produzione di una parte fondamentale mette in mostra la sua utilità e la sua affidabilità.
La stampante 3D in sé è stata sviluppata sotto la guida di Zhang Haiou, professore di ingegneria meccanica presso la Huazhong University of Science. Al momento della sua inaugurazione, ha affermato di aver “rotto il più grande ostacolo del settore della stampa 3D.” Questa dirompente tecnologia è particolarmente potente nella realizzazione di una maggiore forza e tenacità (rispetto alle altre tecnologie), un miglioramento del ciclo di vita del prodotto, e una maggiore affidabilità.
Secondo i suoi sviluppatori, la tecnologia può anche essere usata per creare componenti metallici sottili eliminando costi di materiale e attrezzature in eccesso. Basandosi su un arco elettrico accessibile come fonte di calore e di un filo metallico a basso costo come materia prima, è dotata di un tasso di utilizzo fino al 80% o più – mentre le tecniche tradizionali raggiungono a fatica il 5%. Naturalmente la necessità di grandi impianti di fusione, forgiatura e le attrezzature fresatura non servono – con tutti i processi che sono controllati direttamente attraverso la stampante 3D – questo riduce ulteriormente la necessità di investimenti.
Inoltre, la stampante 3D è molto grande e aperta a un’ampia gamma di materiali. La prima iterazione di questo hardware può funzionare con otto tipi di materiali, tra cui la lega di titanio, per gli aeromobili e e le navi, e l’acciaio, per uso nelle centrali nucleari. Questa macchina ha già costruito con successo una componente da 2,2 m di lunghezza che pesa 260 kg, così come una componente in fucinatura che misura 1800 × 1400 × 50 mm. Una versione ancora più grande della stampante 3D è già in fase di sviluppo.
Ma questa stampante 3D a forgiatura di metallo è anche notevole per un altro motivo: il 60enne, professor Zhang Haiou la ha sviluppata in collaborazione con la moglie, la professoressa Wang Guilan, di 53, che insegna presso la stessa università. Insieme hanno lavorato su tecniche di produzione in metallo per più di 18 anni, e spesso si sono scontrati su queste idee. Già nel 2008, battibeccavano sulla idea di Zhang Haiou di integrare fusione, forgiatura e fresatura in una sola macchina – che la moglie all’epoca etichettava come fantasie. “Non la biasimo, visto che fusione, forgiatura, e fresatura sono tecnologie separate da migliaia di anni”, ha ricordato il professore.
Ma le liti hanno aperto le loro menti un portato ad una serie di sperimentazioni con un gruppo di studenti. “In quel momento ho pensato che se non funziona, almeno ci avevo provato,” la moglie ha ricordato. “Anche se spesso critico i sui test falliti, ancora inconsciamente uso i suoi metodi per i test. Quando qualcosa è sbagliato, si inizia a discutere, ma cerchiamo sempre una soluzione. “La coppia passa la maggior parte del loro tempo lavorando nella ricerca e sviluppo.
Mentre i ricercatori stessi hanno dichiarato che le loro innovazioni saranno particolarmente utili nel settore aerospaziale, manifatturiero e automobilistico, il settore della difesa cinese non poteva non interessarsi a questa tecnologia . Diversi ricambi per i caccia cinesi (intesi come il Chengdu J-20 e lo Shenyang J-31) in produzione limitata sono già inseriti, con tutte le componenti fatte in un unico pezzo – che sarebbe stato impossibile utilizzando metodi di produzione sottrattivi o altro soluzioni di stampa 3D metal.
Questo è un passo avanti importante, visto che le geometrie delle componenti si ritiene che influenzino i negativamente i cicli di performance e di vita. Le parti stesse sono stampati in 3d in TC4 una lega di titanio, con conseguente ottima resistenza alla trazione, tenacità, resistenza e duttilità . Gli esperti hanno già verificato che le componenti sono più stabili di quelle ottenute per colata tradizionale. E con una squadra di dodici caccia stealth J-20 pesanti che attendono queste componeti completate nel 2017, sembra che la stampa in metallo 3D stia diventando una parte integrante della industria della difesa della Cina.
