Wayland e Fraunhofer IFAM producono tungsteno senza cricche con NeuBeam

Wayland e Fraunhofer IFAM producono tungsteno senza cricche con NeuBeam: il punto è anche la libertà geometrica

Produrre tungsteno mediante manifattura additiva non è più, di per sé, una novità. Negli ultimi anni diversi gruppi di ricerca sono riusciti a ottenere materiale ad alta densità e privo di cricche utilizzando sia Laser Powder Bed Fusion sia Electron Beam Powder Bed Fusion, ricorrendo a strategie molto diverse: atmosfere di azoto, preriscaldamento ad alta temperatura, rescanning locale, controllo della topologia dei bordi di grano e nuove strategie di scansione del fascio elettronico. Il nuovo lavoro condotto da Wayland Additive e Fraunhofer IFAM Dresden va quindi interpretato in modo più preciso. I partner dichiarano di aver prodotto sulla piattaforma Calibur3, mediante il processo elettronico NeuBeam, componenti in tungsteno ad alta densità e senza cricche, estendendo il lavoro a geometrie più complesse e mostrando anche parti costruite senza essere direttamente ancorate alla piattaforma. Fra i dimostratori compare un ugello per razzo progettato da Keegan Duarte, Application Engineer di Wayland. L’oggetto mostra le possibilità geometriche del processo, ma non è stato presentato come un ugello qualificato per impiego aerospaziale: non sono stati pubblicati test hot-fire, cicli termo-meccanici, dati di erosione, proprietà meccaniche complete o procedure di qualification del componente.

È proprio questa distinzione a rendere il risultato interessante senza doverlo trasformare in una presunta prima mondiale. Wayland e Fraunhofer IFAM non hanno dimostrato per primi che il tungsteno possa essere prodotto senza cricche mediante powder bed fusion. Stanno mostrando invece come l’architettura NeuBeam possa affrontare contemporaneamente alcuni dei problemi che rendono difficile l’industrializzazione del tungsteno: controllo termico, carica elettrica del letto, libertà nella disposizione dei componenti e rimozione della polvere al termine della costruzione.

Perché il tungsteno è uno dei metalli più difficili da stampare

Il tungsteno possiede il più alto punto di fusione tra i metalli, circa 3.422 °C, una densità nell’ordine di 19,3 g/cm³, basso coefficiente di espansione termica, elevata conducibilità termica, basso tasso di sputtering e buone proprietà alle alte temperature. Questa combinazione spiega il suo interesse per componenti esposti a condizioni estreme: parti rivolte verso il plasma nei futuri reattori a fusione, schermature dalle radiazioni, collimatori, target per raggi X, componenti per propulsione e applicazioni aerospaziali ad alta temperatura.

Le stesse caratteristiche che lo rendono interessante lo rendono però anche difficile da fabbricare. Il problema non è soltanto fornire energia sufficiente a fondere un metallo che supera i 3.400 °C. Il tungsteno presenta una ductile-to-brittle transition temperature, DBTT, relativamente elevata e a temperatura ambiente è fortemente incline a un comportamento fragile. La DBTT non è un valore universale: dipende da purezza, microstruttura, dimensione dei grani, lavorazione precedente e stato tensionale, e in letteratura viene spesso collocata in un intervallo di alcune centinaia di gradi Celsius.

Durante una costruzione additiva il materiale attraversa ripetutamente gradienti termici estremi. La zona fusa si trova a migliaia di gradi mentre il materiale circostante è molto più freddo. Il raffreddamento genera contrazione e tensioni residue proprio mentre il tungsteno sta attraversando una regione nella quale la capacità di deformarsi plasticamente diminuisce. Se queste tensioni superano ciò che microstruttura e bordi di grano riescono a sopportare, si formano cricche.

A questo si aggiungono ossigeno e altre impurità interstiziali. Il tungsteno può diventare ancora più fragile quando gli ossidi si concentrano ai bordi di grano. Per questo la possibilità di ottenere materiale crack-free dipende non soltanto dalla potenza della sorgente, ma anche da atmosfera o vuoto, qualità della polvere, storia termica, microstruttura e strategia di scansione.

Perché il fascio elettronico è particolarmente adatto al tungsteno

La Powder Bed Fusion a fascio elettronico presenta alcune caratteristiche favorevoli ai metalli refrattari. Il processo avviene sotto vuoto e il fascio può essere spostato elettronicamente sulla superficie della polvere a velocità estremamente elevate, senza dover movimentare fisicamente uno scanner ottico.

Soprattutto, un sistema PBF-EB permette di introdurre grandi quantità di energia non soltanto durante la fusione, ma anche per il preriscaldamento del materiale. Mantenere il tungsteno a temperatura elevata durante la costruzione riduce il salto termico tra melt pool e materiale circostante e permette al metallo di rilassare una parte delle tensioni prima di raggiungere la regione fragile.

La letteratura scientifica disponibile nel 2026 mostra quanto questo parametro sia importante. Sono stati prodotti campioni di tungsteno puro densi e senza cricche mantenendo temperature molto elevate nel powder bed, in alcuni lavori superiori a 1.000 °C e, in particolari sistemi sperimentali, anche oltre 1.400-1.800 °C.

Questo non significa che esista una semplice soglia sopra la quale ogni build diventa automaticamente priva di difetti. Potenza, velocità del fascio, geometria, tempo tra le esposizioni, spessore del layer, strategia di fusione e condizioni della polvere interagiscono fra loro.

Il problema del “smoking” nei sistemi PBF-EB

L’uso degli elettroni introduce però un problema assente nei sistemi laser. Colpendo un letto di polvere elettricamente isolato, il fascio trasferisce carica. Se questa si accumula localmente, le forze elettrostatiche possono diventare sufficienti a respingere le particelle.

Il risultato è il fenomeno comunemente definito smoking: la polvere viene sollevata o dispersa, compromettendo il layer e potenzialmente interrompendo la costruzione.

Nei processi PBF-EB tradizionali una delle strategie utilizzate per stabilizzare il letto consiste nel preriscaldare e presinterizzare la polvere. Le particelle si collegano parzialmente fra loro creando percorsi conduttivi e una struttura più resistente alle forze elettrostatiche.

La soluzione funziona, ma produce il caratteristico sinter cake: al termine della costruzione i componenti possono essere inglobati in una massa di polvere parzialmente consolidata che deve essere disgregata e rimossa. Nel caso di canali interni, reticoli o geometrie molto complesse, il depowdering può diventare uno dei passaggi più impegnativi del processo.

È proprio su questo problema che Wayland costruisce la differenza principale di NeuBeam.

NeuBeam e Active Charge Neutralisation

Il processo NeuBeam impiegato dalla Calibur3 utilizza una tecnologia denominata Active Charge Neutralisation, ACN. Secondo Wayland, il sistema introduce cariche positive nell’ambiente di processo per compensare l’accumulo di carica negativa sulla polvere provocato dal fascio elettronico.

Lo scopo è stabilizzare il powder bed senza dover ricorrere allo stesso livello di presinterizzazione richiesto dai sistemi PBF-EB convenzionali. La polvere che non costituisce il componente dovrebbe quindi rimanere molto più libera.

Wayland descrive questa filosofia come “hot part” anziché “hot bed”: l’obiettivo è gestire termicamente soprattutto la regione associata al componente invece di trasformare l’intero letto in una massa fortemente sinterizzata.

Sono definizioni e spiegazioni provenienti dal produttore. L’effettiva prestazione dipende dal materiale e dai parametri utilizzati e non sarebbe corretto concludere che qualsiasi costruzione NeuBeam elimini completamente ogni fenomeno di sinterizzazione, stress residuo o necessità di post-processing.

Nel tungsteno il vantaggio potenziale è comunque evidente. Serve molta energia per gestire correttamente il materiale, ma allo stesso tempo si vorrebbe evitare di consolidare centinaia di chilogrammi di polvere circostante soltanto per mantenere stabile il processo.

Calibur3: 5 kW e un volume di 300 × 300 × 450 mm

La documentazione tecnica pubblica della Calibur3 indica un volume massimo standard di 300 × 300 × 450 mm, oltre a un volume intercambiabile più piccolo da 100 × 100 × 150 mm destinato anche allo sviluppo materiali. Il sistema utilizza un fascio elettronico da 5 kW a 60 kV, con velocità di deflessione dichiarata fino a 1.000 m/s.

La documentazione Wayland del 2024 indicava una temperatura massima del letto o della parte fino a 1.000 °C, dipendente dal materiale e dal volume utilizzato. Materiale più recente del produttore, pubblicato nel 2026, descrive invece NeuBeam come un processo capace di operare anche oltre 1.000 °C.

Le due formulazioni non sono necessariamente incompatibili: specifiche della macchina e capacità sviluppate successivamente possono evolvere. Ma esiste una differenza nella documentazione pubblica e, soprattutto, Wayland e Fraunhofer IFAM non hanno divulgato il ciclo termico esatto utilizzato per i nuovi dimostratori in tungsteno. Non sarebbe quindi corretto attribuire al test una specifica temperatura di costruzione sulla base di dati appartenenti ad altri lavori PBF-EB.

Fraunhofer IFAM utilizza Calibur3 dal giugno 2025

La collaborazione non nasce con il nuovo dimostratore. Fraunhofer IFAM Dresden ha installato Calibur3 il 25 giugno 2025 presso l’Innovation Center Additive Manufacturing, ICAM. Era il terzo sistema PBF-EB presente nel centro.

L’installazione è stata finanziata nell’ambito del progetto INNO-EB, sostenuto dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale. Fin dall’inizio Fraunhofer IFAM e Wayland avevano indicato come obiettivi lo sviluppo di nuovi materiali, la realizzazione efficiente di geometrie complesse, il controllo di processo e il trasferimento della tecnologia verso applicazioni industriali.

Il lavoro sul tungsteno può quindi essere letto come uno dei risultati concreti del programma di sviluppo iniziato con quella installazione, non come una dimostrazione improvvisata su una macchina appena consegnata.

Tungsteno ad alta densità e senza cricche: manca però un numero di densità

Wayland e Fraunhofer IFAM descrivono le parti ottenute come high-density e crack-free. È una formulazione significativa, ma più limitata di quanto potrebbe sembrare.

Nella documentazione resa pubblica insieme alla notizia non compare un valore quantitativo della densità relativa. Non viene indicato, per esempio, 99,5%, 99,9% o 99,99%, né è pubblicato il metodo con cui la densità è stata misurata.

Allo stesso modo, “crack-free” indica che nelle analisi condotte dai partner non sono state rilevate le cricche che normalmente limitano il tungsteno additivo, ma non è disponibile al momento un paper peer-reviewed relativo a questa specifica campagna sperimentale che descriva preparazione metallografica, dimensione dell’area osservata, microscopia impiegata, porosità residua e ripetibilità statistica.

È quindi corretto parlare di tungsteno ad alta densità e senza cricche secondo i risultati comunicati dai partner, ma non attribuirgli arbitrariamente la densità >99,9% ottenuta da altri gruppi con altri sistemi PBF-EB.

Il dimostratore più visibile è un ugello per razzo

Per mostrare che il processo può andare oltre semplici cubi o cilindri, Fraunhofer IFAM ha prodotto un rocket nozzle dimostrativo, progettato da Keegan Duarte di Wayland.

La scelta geometrica ha senso. Il tungsteno è stato studiato storicamente per ugelli e inserti destinati alla propulsione grazie alla capacità di lavorare a temperature alle quali numerosi altri metalli perderebbero rapidamente le proprie caratteristiche.

Ma l’oggetto realizzato a Dresden è un demonstrator. Non è stato presentato come componente flight-qualified e non risultano pubblicati test di combustione, pressione, shock termico o erosione del throat. Né sono disponibili dati sufficienti per stabilire quale durata avrebbe in un motore reale.

La stampa di una parte con forma di ugello dimostra che il processo riesce a realizzare quella geometria. Non dimostra ancora che il componente soddisfi i requisiti di un sistema propulsivo.

Questa distinzione è particolarmente importante con il tungsteno perché l’assenza di cricche dopo la produzione non garantisce da sola la resistenza a cicli termici estremi, fatica, creep o shock termico durante il servizio.

La parte più insolita: componenti “free-floating” nel powder bed

Uno degli aspetti sui quali Wayland insiste maggiormente è la possibilità di produrre alcune parti “free-floating” all’interno del letto di polvere, senza ancorarle direttamente alla build plate.

Nei processi metal PBF il collegamento alla piattaforma svolge normalmente diverse funzioni: stabilizza il componente, fornisce un percorso termico e, nel caso LPBF, contribuisce a contrastare deformazioni generate dalle tensioni residue. Molte geometrie richiedono inoltre supporti per gestire overhang e conduzione del calore.

NeuBeam mira a modificare una parte di questa logica grazie al controllo della carica e alla gestione termica. Se la polvere circostante rimane stabile senza formare un duro sinter cake e il processo mantiene la parte in condizioni termiche adeguate, alcune geometrie possono essere costruite senza il tradizionale collegamento alla piattaforma.

Questo potrebbe avere conseguenze importanti sulla nesting density: teoricamente più componenti potrebbero essere distribuiti nello spazio tridimensionale del volume di costruzione anziché soltanto sulla superficie della piastra.

Ma “free-floating” non significa che qualsiasi geometria possa essere stampata senza supporti o vincoli. Stabilità durante il recoating, distribuzione della massa, accumulo di calore, deformazione e accessibilità per il depowdering rimangono problemi da valutare caso per caso.

Il dato comunicato dimostra una capacità del processo con le geometrie sperimentate, non una regola universale.

La rimozione della polvere potrebbe essere uno dei vantaggi più concreti

Secondo Wayland, la polvere residua è stata rimossa dai componenti in tungsteno in pochi minuti. L’azienda afferma inoltre che per i dimostratori non sono stati necessari passaggi critici come Electrical Discharge Machining, EDM, o trattamento termico di distensione; rimane eventualmente possibile eseguire lucidatura o altre finiture in funzione dell’applicazione.

Anche questa affermazione va circoscritta. Significa che i componenti mostrati non hanno richiesto tali operazioni per essere recuperati e presentati nello stato dimostrativo. Non significa che un futuro componente funzionale in tungsteno non richieda lavorazione meccanica, rettifica, EDM, HIP, finitura superficiale o trattamenti specifici per rispettare le proprie tolleranze.

Un ugello reale, per esempio, può imporre requisiti molto più severi su rugosità interna, diametro della gola, concentricità e finitura delle superfici rispetto a un dimostratore.

Resta comunque importante la possibilità di evitare la rimozione di un sinter cake fortemente consolidato. Il tungsteno è duro, fragile e costoso da lavorare; ridurre le operazioni successive può quindi incidere in modo significativo sul costo totale della parte.

NeuBeam non è l’unica strada per il tungsteno senza cricche

Il confronto con la letteratura evita di sovrastimare il risultato. Nel 2024, un gruppo della McGill University ha pubblicato su Advanced Functional Materials un metodo per produrre tungsteno crack-free mediante Laser Powder Bed Fusion in atmosfera di azoto.

A parità di parametri, i campioni realizzati in argon presentavano cricche associate a ossidi ai bordi di grano, mentre quelli processati in azoto risultavano senza cricche. Gli autori hanno ricondotto il comportamento alla presenza di azoto interstiziale, capace di ostacolare la diffusione dell’ossigeno e ridurre la formazione di ossidi fragilizzanti ai grain boundary.

È una strategia molto diversa dal controllo termico tipico della PBF-EB: invece di mantenere il materiale caldo per limitare le tensioni, interviene direttamente sulla chimica e sulla coesione dei bordi di grano.

Nel 2026 il rescanning ha aperto un’altra strada per LPBF

Un ulteriore approccio è stato pubblicato nel 2026 su Materials Today. I ricercatori hanno utilizzato multi-cycle local rescanning per modificare ripetutamente la storia termo-meccanica del tungsteno durante LPBF.

Il trattamento ricostruisce progressivamente la struttura dei bordi di grano. Le interfacce inizialmente relativamente dritte vengono trasformate in una rete più tortuosa, ricca di triple junction con grandi angoli diedri. Simulazioni atomistiche hanno indicato che queste configurazioni possono contribuire ad arrestare le cricche attraverso blunting del crack tip e maggiore attività delle dislocazioni.

Il risultato è tungsteno bulk crack-free senza dover ricorrere né ad alloying intenzionale né agli estremi livelli di preriscaldamento tipici di alcune configurazioni elettroniche.

Questa ricerca mostra bene come il problema “crack-free tungsten” non disponga oggi di un’unica soluzione.

PBF-EB ad alta potenza: blocchi crack-free alti 80 mm

Sul fronte elettronico, nel 2026 Raja Abdul Baseer, Nick Semjatov, Benjamin Wahlmann e Carolin Körner hanno pubblicato uno studio PBF-EB ad alta potenza utilizzando una Freemelt ONE.

Il lavoro ha spinto la fusione fino a 5 kW, con velocità di scansione nell’ordine di diversi metri al secondo. Attraverso un controllo dettagliato del preriscaldamento e una strategia di riscaldamento localizzato sulla sezione del campione, il gruppo ha ridotto del 50% l’energia richiesta per il thermal management e portato il layer time da 44 a 30 secondi.

Sono stati prodotti blocchi di tungsteno densi e senza cricche da 10 × 10 × 80 mm.

Il risultato è particolarmente utile per contestualizzare il lavoro Wayland: dimostra che nel 2026 il problema non è più soltanto “riusciamo a stampare un piccolo campione di tungsteno senza cricche?”, ma piuttosto quanto velocemente, con quali geometrie, con quanta polvere da recuperare e con quale qualità ripetibile possiamo farlo?

Spot melting e preriscaldamento intorno a 1.200 °C

Un altro lavoro pubblicato nell’agosto 2026 ha utilizzato E-PBF con una strategia di spot melting basata su una sequenza Defocused-Focused-Defocused, segmentazione a isole e spostamento stocastico dei punti di fusione.

La strategia è stata studiata proprio per attenuare i gradienti termici responsabili del cracking. Con preriscaldamento nell’ordine dei 1.200 °C, i ricercatori hanno ottenuto tungsteno altamente denso e microstrutture senza cricche nelle sezioni analizzate.

Anche qui l’obiettivo si sta spostando verso ripetibilità e produttività, non più semplicemente verso la dimostrazione della fattibilità fisica.

La letteratura 2026 considera il tungsteno PBF-EB ormai tecnicamente fattibile, ma non ancora completamente qualificato

Una review pubblicata nell’agosto 2026 su Materials & Design fotografa bene lo stato dell’arte. Gli autori concludono che PBF-EB abbia già prodotto tungsteno puro ultra-denso, almeno 99,9%, e crack-free grazie alla combinazione di vuoto, preriscaldamento layer-by-layer e maggiore finestra di processo rispetto alle tecniche laser convenzionali.

La stessa review sottolinea però i problemi ancora aperti: riproducibilità, anisotropia microstrutturale, possibili danni introdotti dal post-processing, proprietà sotto irraggiamento e percorsi di qualification per applicazioni nella fusione nucleare.

In altre parole, “crack-free” è una tappa importante, ma non è il punto finale dello sviluppo.

Quattro strade diverse verso il tungsteno crack-free

La tabella chiarisce soprattutto un punto: il risultato NeuBeam non deve essere valutato soltanto confrontando chi abbia ottenuto per primo una micrografia priva di cricche. Il possibile vantaggio si sposta sull’intero workflow.

Una differenza importante: crack-free non significa defect-free

Anche quando non vengono individuate cricche, possono rimanere altri difetti. Porosità, lack of fusion, inclusioni, contaminazione, variazioni della dimensione dei grani e anisotropia possono influenzare pesantemente le proprietà.

Un componente definito crack-free non è quindi automaticamente defect-free, così come “high-density” non è sinonimo di “fully dense”.

Per trasformare il risultato Wayland/Fraunhofer in un dataset confrontabile con la letteratura sarebbero utili almeno densità relativa, distribuzione della porosità, composizione chimica prima e dopo il processo, analisi EBSD, durezza, trazione, tenacità alla frattura e comportamento alle alte temperature.

Nel caso di applicazioni per fusione nucleare entrerebbero poi in gioco thermal fatigue, irraggiamento neutronico, retention del trizio, erosione da plasma e giunzione con materiali strutturali differenti.

Per un ugello propulsivo servirebbe una caratterizzazione diversa: shock termico, pressione, creep, erosione, ossidazione e cicli di accensione.

Densità elevata e geometria complessa devono essere dimostrate contemporaneamente

Gran parte della ricerca accademica inizia necessariamente da geometrie semplici: cubi, cilindri e piccoli parallelepipedi facilitano la preparazione metallografica e permettono di isolare le variabili di processo.

Il passaggio a un componente con pareti curve, sezioni variabili e orientamenti differenti rispetto al fascio è tutt’altro che banale. Una strategia termica che funziona su un blocco può produrre accumulo di calore nelle sezioni spesse e raffreddamento troppo rapido nelle pareti sottili.

Il dimostratore di Fraunhofer IFAM è quindi utile proprio perché porta il lavoro verso questa seconda fase: mantenere il controllo del tungsteno mentre la geometria diventa meno favorevole.

Il prossimo passaggio indicato dai partner sarà infatti l’aumento della produttività, insieme alla valutazione di polveri alternative e di geometrie ancora più impegnative.

Anche la polvere diventa una variabile economica

Il tungsteno è un materiale costoso e il rapporto fra polvere utilizzata e materiale che finisce nel componente ha conseguenze economiche rilevanti.

Wayland associa NeuBeam a una maggiore facilità di recupero della polvere perché il materiale inutilizzato non viene trasformato nel tipico sinter cake fortemente consolidato. In altri documenti commerciali l’azienda ha parlato anche di elevati livelli di riciclabilità della polvere.

Per il nuovo lavoro sul tungsteno non è però stato pubblicato un bilancio quantitativo specifico. Non sappiamo quindi quanta polvere sia stata effettivamente recuperata, quanti cicli di riutilizzo abbia sostenuto o come siano cambiate distribuzione granulometrica, ossigeno e caratteristiche di flusso dopo più build.

Questi numeri saranno importanti per stabilire il costo industriale del processo, soprattutto considerando che un componente free-floating o una costruzione tridimensionalmente annidata può richiedere di riempire con polvere una porzione significativa del volume macchina.

Il vuoto aiuta, ma non risolve da solo la metallurgia

Un altro vantaggio generale dell’Electron Beam Powder Bed Fusion è il funzionamento sotto vuoto. Per metalli estremamente sensibili alla contaminazione questo riduce il rischio di interazioni con ossigeno e altre specie presenti nell’atmosfera.

La qualità finale non dipende però esclusivamente dalla camera. Ossigeno e contaminanti possono essere già presenti sulla superficie delle particelle, provenire dalla materia prima o concentrarsi durante il riciclo.

Anche in questo caso la qualification della polvere diventa parte integrante del processo.

Il confronto con la ricerca LPBF in atmosfera di azoto è particolarmente interessante proprio perché mostra due filosofie opposte: da una parte minimizzare contaminazioni attraverso il vuoto; dall’altra sfruttare intenzionalmente un elemento interstiziale per modificare il comportamento dei bordi di grano.

Entrambe possono portare a tungsteno crack-free attraverso meccanismi differenti.

Quale vantaggio può avere NeuBeam rispetto al PBF-EB convenzionale

Se il processo continuerà a produrre gli stessi risultati su componenti più grandi e in modo ripetibile, la combinazione di ACN e controllo termico potrebbe intervenire su uno dei principali compromessi della PBF-EB.

Il forte preriscaldamento è molto utile per evitare il cracking del tungsteno, ma normalmente contribuisce a consolidare il powder bed. Una soluzione che permetta di fornire al componente la storia termica necessaria mantenendo contemporaneamente il materiale circostante più facilmente recuperabile avrebbe un valore pratico notevole.

È qui che l’affermazione “free-floating” diventa più interessante del semplice ugello.

La produzione di parti non vincolate direttamente alla piastra potrebbe consentire di utilizzare maggiormente il volume Z e impilare componenti nello spazio. In un materiale ad alto valore aggiunto, questo potrebbe modificare la produttività per build.

Prima di arrivare a questa conclusione servono però dati: numero di componenti sovrapposti realmente dimostrato, distanze necessarie fra le parti, ripetibilità dimensionale lungo Z, effetti del diverso accumulo termico e tempo necessario per il depowdering.

Anche l’assenza di stress relief deve essere interpretata con precisione

Wayland sottolinea da tempo che il processo NeuBeam riduce le tensioni residue mantenendo termicamente la parte durante la costruzione, e nel caso dei nuovi dimostratori in tungsteno dichiara che non sia stato necessario un successivo stress-relief heat treatment.

È un possibile vantaggio importante. Ma “non è stato necessario per questo dimostratore” è diverso da “il tungsteno NeuBeam non richiede mai trattamento termico”.

Una parte destinata a un’applicazione critica potrebbe essere sottoposta a trattamenti termici per modificare microstruttura, stabilizzare proprietà o soddisfare specifiche di qualificazione, indipendentemente dal livello iniziale delle tensioni residue.

Allo stesso modo, l’assenza di EDM nel processo di rimozione dimostra che il componente non necessita di essere tagliato via dalla piastra quando costruito free-floating. Non significa che l’EDM non possa essere richiesta successivamente per creare una superficie funzionale o una geometria di precisione.

La vera sfida si sposta ora sulla produttività

La ricerca scientifica del 2026 mostra ormai numerosi percorsi per ottenere tungsteno senza cricche. La prossima barriera è produrlo economicamente.

Il tungsteno richiede grandi quantità di energia, lunghi cicli termici e un controllo molto accurato della temperatura. Lavorare a temperature elevate può allungare il tempo di costruzione e soprattutto quello necessario prima di poter aprire la macchina e recuperare il componente.

I lavori PBF-EB ad alta potenza stanno quindi cercando di aumentare velocità di scansione e ridurre l’energia impiegata nel preriscaldamento. Le strategie spot melting cercano di gestire il campo termico localmente. Wayland tenta di evitare che la gestione termica necessaria per il pezzo trasformi tutta la polvere circostante in materiale difficile da recuperare.

Sono approcci diversi allo stesso problema industriale: il costo non termina quando il fascio smette di muoversi.

Il tempo di raffreddamento, il depowdering, la rimozione dalla piattaforma, il recupero della polvere, il trattamento termico e la lavorazione finale fanno tutti parte del costo per componente.

Dal dimostratore alla qualification

Il nuovo lavoro Wayland/Fraunhofer IFAM rappresenta quindi un passo di sviluppo del processo, non la conclusione del percorso.

Per parlare di industrializzazione del tungsteno NeuBeam sarà necessario dimostrare ripetibilità fra build successive, proprietà meccaniche in più direzioni, comportamento su spessori differenti e stabilità della polvere riciclata. Per applicazioni aerospace, fusion o nucleari serviranno poi procedure di qualification specifiche.

In questo senso un componente geometricamente riuscito non è ancora un componente certificato. Una microstruttura senza cricche non è automaticamente una qualification di processo. E un processo qualificato per una determinata configurazione non certifica automaticamente qualsiasi componente prodotto con la stessa macchina.

Sono distinzioni particolarmente importanti quando il materiale viene associato ad applicazioni estreme.

Il risultato Wayland/IFAM nel contesto dello stato dell’arte

Non una prima mondiale, ma un problema industriale diverso

La lettura più utile del progetto Wayland Additive e Fraunhofer IFAM è quindi diversa da una semplice corsa a chi abbia “stampato per primo il tungsteno senza cricche”. Quel traguardo è già stato superato attraverso più tecnologie.

La questione nel 2026 è diventata più complessa: quanto grande, quanto complesso, quanto velocemente e con quanto post-processing può essere prodotto il tungsteno senza perdere la qualità ottenuta sui campioni di laboratorio?

NeuBeam propone una risposta particolare. Il fascio elettronico fornisce l’energia necessaria al materiale refrattario; l’Active Charge Neutralisation cerca di evitare che la stabilizzazione elettrica richieda un’intera massa di polvere fortemente presinterizzata; il controllo termico viene concentrato sulla parte; la polvere dovrebbe rimanere sufficientemente libera da consentire recupero rapido e, per alcune geometrie, costruzioni non ancorate al piano.

Il dimostratore realizzato al Fraunhofer IFAM suggerisce che questa combinazione possa essere applicata anche al tungsteno. Mancano ancora i dati quantitativi necessari per stabilire dove la tecnologia si collochi rispetto alle migliori strategie PBF-EB pubblicate nel 2026 in termini di densità, velocità, proprietà meccaniche e consumo energetico.

È proprio questo confronto, più che la capacità di mostrare un ugello metallico privo di cricche visibili, a determinare se NeuBeam potrà trasformare il tungsteno additivo da materiale di ricerca a processo industriale competitivo.

Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).