I ricercatori del Fraunhofer ILT sviluppano il processo di deposizione di materiali con il laser estremamente rapido 100 volte più veloce nel rivestimento di parti metalliche
L’Istituto Fraunhofer per la tecnologia laser, un istituto di ricerca con sede a Acquisgrana, in Germania, ha sviluppato un sistema di “deposizione di materiali laser ad alta velocità ” o EHLA, un nuovo processo per la generazione di parti metalliche.
Fraunhofer ILT ha pubblicato questa settimana i dettagli di uno dei suoi ultimi progetti ad alto profilo, quello che riguarda un nuovo processo di rivestimento in metallo denominato “deposizione di materiali laser ad alta velocità ad alta velocità” o EHLA.
Non è esattamente stampa 3D, ma la ricerca è stata guidata da esperti di sistemi addizionali, Gerhard Backes, Andres Gasser e Thomas Schopphoven .
Questi ricercatori affermano che il nuovo processo potrebbe essere utilizzato per proteggere i componenti metallici dalla corrosione e dall’usura, senza gli svantaggi inerenti al processo di cromatura , un processo che sarà vietato da settembre a causa dell’estremo impatto ambientale.
Secondo gli esperti di ILT, l’EHLA è molto più rispettoso dell’ambiente rispetto alla cromatura poiché non vengono utilizzati prodotti chimici. È anche preferibile per altre ragioni.
“Il rivestimento è legato al materiale di base in modo da bloccare i materiali in modo da non sfaldarsi, a differenza della cromatura “, dicono i ricercatori, aggiungendo che il processo è anche compatibile con una gamma di rivestimenti, come il Ferro, il nichel e le leghe a base di cobalto.
Questi rivestimenti vengono applicati utilizzando un laser per creare una piscina di fusione, in cui viene immessa una piccola quantità di polvere. La polvere metallica viene poi depositata in uno strato sottile e coerente mediante un movimento tra il raggio laser e il componente. Quello che differenzia l’EHLA rispetto ad altri processi di deposizione è che le polveri sono completamente sciolte prima di raggiungere la superficie del componente.
Oltre al minimo impatto ambientale, altri vantaggi al processo includono un minor consumo di risorse, con l’EHLA si è in grado di depositare circa il 90 per cento dei materiali nelle aree giuste. Gli altri processi di solito hanno una precisione di circa il 50 per cento.
“Con il processo EHLA possiamo applicare strati sottili nella gamma di dieci millimetri a grandi aree in tempi molto brevi e in modo efficiente in termini di risorse”, ha dichiarato Gasser.
Ma ci sono ancora altri vantaggi, forse il più importante è la velocità fenomenale dell’EHLA.
“Con EHLA, possiamo impregnare il componente a velocità che sono dalle 100 alle 250 volte superiori a quelle usate nel sistema tradizionale di Deposizione di materiale laser”, commenta Backes. “Inoltre, lo si può fare appena si riscalda. Ciò consente di coprire anche componenti sensibili al calore “.
Non importa se cromatura presto diventerà illegale: con velocità fino a 250 volte superiori ai processi di deposizione esistenti, EHLA rappresenta una potente alternativa per la sua adozione indipendentemente dai motivi legali.
EHLA è già stato provato e testato nel settore privato. Ad esempio, la società olandese IHC Vremac Cylinders B.V. ha adottato il processo di copertura dei suoi cilindri idraulici (fino a dieci metri di lunghezza) per applicazioni offshore.
In definitiva, Schopphoven vede enormi potenzialità per il nuovo processo di rivestimento sviluppato al Fraunhofer ILT.
“Ciò rende possibili nuovi componenti che non si consumano più durante il ciclo di vita del prodotto. Inoltre, EHLA potrebbe mantenere la tecnologia di rivestimento, che sta migrando sempre più in paesi a basso salario, qui in Europa “.
I tre ricercatori hanno ricevuto il premio Joseph von Fraunhofer del 2017 per il loro lavoro sull’ EHLA. La giuria ha lodato i ricercatori per lo sviluppo di una “sostituzione economica del cromo (VI) in settori essenziali di applicazione”.
Con un bilancio annuale di ricerca di oltre due miliardi di euro, la Fraunhofer Society è una delle più importanti organizzazioni di ricerca scientifica applicate in Europa. Attraverso i suoi 67 istituti individuali, che si trovano in tutta la Germania, Fraunhofer è stata al centro di molte recenti scoperte tecnologiche, inclusi quelli nella stampa 3D e nellascansione 3D.
L’Istituto Fraunhofer per la tecnologia laser (ILT), uno dei 67 istituti della Società, si concentra sui laser e sulla tecnologia ottica, con la sua ricerca in applicazioni reali nel settore automobilistico, fotovoltaico, industria aeronautica, ingegneria medica e altre aree.
Negli ultimi anni, l’ILT è stata fortemente impegnato nella stampa 3D, poiché la maggior parte delle stampanti 3D metal e alcune stampanti 3D a resine utilizzano laser per elaborare i materiali di stampa 3D. Lo scorso ottobre abbiamo riportato una stampante 3D SLM da 36.000 dollari sviluppata dal Fraunhofer ILT in collaborazione con GoetheLab.
