L’esercito americano usa la lega d’acciaio inventata dalla aviazione

L’esercito americano lavora con la lega d’acciaio inventata dall’aviazione per stampare parti in acciaio ultra resistente

Presso il laboratorio di ricerca dell’esercito del Comando di sviluppo delle capacità di combattimento dell’esercito degli Stati Uniti, gli scienziati di produzione di materiali sono geometrie complesse di stampa 3D con altissima resistenza utilizzando la lega d’acciaio inventata con l’aeronautica.

“Penso che rivoluzionerà davvero la logistica”, ha affermato il Dr. Brandon McWilliams, un team leader nel settore della scienza e della tecnologia manifatturiera del laboratorio. “La produzione additiva avrà un enorme impatto sul mantenimento”.

Mentre i progressi rimangono costanti, McWilliams ha affermato che parti metalliche stampate in 3D sono ancora molto lontane; tuttavia i suoi benefici saranno sostanziali.

“Puoi davvero ridurre il tuo impatto logistico”, ha affermato. “Invece di preoccuparsi di trasportare un intero carico di camion, o di convogli carichi di pezzi di ricambio, finché si hanno materie prime e una stampante, si può potenzialmente produrre tutto ciò di cui si ha bisogno.”

I ricercatori dell’esercito stanno utilizzando la forma in polvere dell’AF96, una lega d’acciaio ultra-forte specializzata originariamente sviluppata dalla US Air Force per il processo Powder Bed Fusion, una tecnica di stampa 3D a base di polvere. A differenza della stampa 3D a getto di legante che utilizza un liquido legante per incollare le particelle del materiale da costruzione, le tecniche di fusione del letto di polvere utilizzano un fascio di elettroni come fonte di energia per il processo di fusione. Il laser della stampante 3D scioglie selettivamente la polvere in un motivo e la stampante ricopre la piastra di costruzione con un altro strato di polvere e il processo si ripete.

“Siamo in grado di stampare parti con strutture interne che non sarebbero necessariamente in grado di creare con tanta precisione dimensionale in cui cercano di utilizzare il mulino o la parte della macchina”, ha affermato Andelle Kudzal, un ingegnere dei materiali della squadra di McWilliam.

La parte risultante ha caratteristiche di design complesse che nessun stampo potrebbe creare. I ricercatori dell’esercito hanno affermato che questa lega di acciaio ha qualità sorprendenti e, in particolare, potenziali applicazioni per pezzi di ricambio per veicoli terrestri.

“Questo materiale che abbiamo appena stampato e sviluppato perimetri di elaborazione è probabilmente circa il 50 percento più forte di qualsiasi altro prodotto disponibile sul mercato”, ha affermato McWilliams.

Ma la parte stampata in 3D funzionerà come necessario in uno scenario di battaglia? “Abbiamo stampato alcuni fan dell’elemosina per il motore a turbina M1 Abrams [Main Battle Tank] e possiamo consegnare quella parte – possono usarla e funziona”, ha affermato McWilliams. “Ma non è una parte qualificata, in termini di uno scenario di battaglia che potrebbe essere abbastanza buono da poter far ripartire il tuo carro armato per ore o giorni se questo è importante per la missione, ma d’altra parte, dobbiamo ancora essere in grado di rispondere, ha prestazioni pari a quelle della parte OEM [produttore di apparecchiature originali]? Funziona meglio? “

I ricercatori hanno detto che stanno pianificando due strategie, una per il mantenimento del campo di battaglia, la sostituzione delle parti esistenti e il supporto dei sistemi legacy, e la seconda riguarda i sistemi dei futures.

“È qui che siamo più integrati con gli OEM e l’industria per vedere le cose su cui stanno lavorando e vedere come possiamo migliorare le cose per spingere davvero lo stato dell’arte”, ha affermato McWilliams.

L’Air Force inizialmente ha sviluppato questa lega per le applicazioni di bombardamenti a bunker. Avevano bisogno di un metallo che fosse molto resistente e di elevata durezza, ma avevano anche bisogno che fosse economico.

“La cosa bella di questo per l’esercito è che ha un’ampia gamma di applicazioni: abbiamo interesse da parte della comunità dei veicoli da combattimento terrestri, quindi potrebbe essere usato per pezzi di ricambio”, ha detto McWilliams. “Molte delle nostre parti nei veicoli terrestri ora sono in acciaio, quindi questo potrebbe essere lasciato cadere in sostituzione senza doversi preoccupare delle proprietà dei materiali perché sai che sarà migliore”.

Attualmente il laboratorio sta lavorando a stretto contatto con ricercatori dell’industria e accademici per modellare nuovi disegni in lega, eseguire termodinamica computazionale e accelerare il processo per portare i materiali ai soldati.

“Abbiamo sviluppato una road map e questo è un piano integrato che ora è incentrato sul sostegno delle nostre priorità di modernizzazione, ma siamo anche strettamente legati alla comunità dei veicoli da combattimento a terra”, ha affermato McWilliams.

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