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58 rmo OTTOBRE 2025 FOCUS ADDITIVE MANUFACTURING componente finale corrispondono ai requisiti finali dell’utiliz- zo”, spiega Thomas Hassel dell’Istituto di Scienza dei Materiali dell’Università Leibniz di Hannover (LUH). L’ingegnere sot- tolinea che la produzione additiva consente la “produzione di componenti con una forma quasi netta” e, allo stesso tempo, “introduce la gradazione nei punti corrispondenti in modo tale che sia posizionata esattamente nel profilo dei requisiti”. La ricerca affronta applicazioni specifiche nel settore delle macchine utensili e come questo materiale innovativo possa contribuire ad aumentare l’efficienza e la sostenibilità in fabbri- ca. L’attenzione si concentra sui componenti di una macchina utensile (cambio utensile, portautensile, mandrino portamandri- no) in termini di rigidità, smorzamento, comportamento termoe- lastico, squilibrio, nonché durezza e qualità superficiale, spiega Hassel. Attraverso l’implementazione dei componenti HyPo, ad esempio in una fresatrice, si studiano i vantaggi ottenuti con i componenti classificati. “Il comportamento operativo durante la lavorazione deve essere analizzato, poiché il processo di fresa- tura comporta un’ampia gamma di condizioni di carico diverse”, afferma Hassel. “Questo permette di determinare l’influenza del componente HyPo sulle proprietà meccaniche e termiche della macchina e di migliorarne significativamente le prestazioni.” MAGGIORE SOSTENIBILITÀ Una maggiore sostenibilità attraverso materiali leggeri è uno dei tanti approcci adottati per ridurre l’impatto ambientale nella pro- duzione industriale. Nel frattempo, si sta rivolgendo maggiore at- tenzione alle alternative ecocompatibili per i cosiddetti “prodotti chimici eterni”. L’attenzione si concentra sulle sostanze perfluo- roalchiliche e polifluoroalchiliche (Pfas) dannose per l’ambiente, che vengono utilizzate in produzione soprattutto in condizioni estreme: alte temperature, usura significativa o agenti chimici aggressivi. I Pfas si trovano in guarnizioni, tubi o raccordi. “Non esiste una risposta univoca alla domanda se sia possibile sostituire i Pfas, e occorre effettuare una valutazione specifica a seconda dell’applicazione”, afferma Frank Schönberger, Re- sponsabile Sintesi e Formulazione presso il Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF di Darmsta- dt. “Una sostituzione 1:1 dei fluoropolimeri non è generalmen- te possibile, ma dipende sempre dai requisiti specifici della ri- spettiva applicazione.” Esistono situazioni in cui un fluoropolimero può essere sostitu- ito con un altro polimero ad alte prestazioni (come Peek, PEI o PPS) a seconda delle esigenze, ad esempio se i requisiti di temperatura e fluidi sono moderati o nel campo dei composti tribologici. “Ma ci sono anche ambiti applicativi in ​cui i requisiti complessi - al giorno d’oggi - non possono essere soddisfatti da nessun altro materiale”, aggiunge il ricercatore. “I fluoropolimeri presentano in larga misura una resistenza chimica universale e un’elevata resistenza alle alte temperature. Nelle applicazioni in cui ciò è richiesto, come pompe o macchine che devono resi- stere a fluidi diversi in condizioni variabili, finora i fluoropolimeri non hanno dovuto essere sostituiti”, riassume Schönberger e aggiunge: “Potrebbero esserci opportunità in applicazioni in cui non è richiesto il pieno potenziale dei fluoropolimeri e in situa- zioni in cui, ad esempio, è possibile una riprogettazione”. Secondo Schönberger, la sostituzione dei Pfas è rilevante an- che per i mercati extraeuropei, in particolare per gli Stati Uni- ti. Anche negli Stati Uniti esistono normative specifiche, che in parte variano a seconda dello Stato federale. Ciò dimostra che una maggiore sostenibilità nelle tecnologie di produzione rap- presenta una sfida globale. Componenti realizzati in materiali porosi ibridi (HyPo) possono essere prodotti tramite stampa 3D. I ricercatori del WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik, ossia associazione accademica tedesca per le tecnologie di produzione) si sono posti l’obiettivo di sviluppare un processo di produzione adattabile e robusto per i materiali HyPo entro il 2027. La produzione di schiuma metallica mediante produzione additiva è attualmente oggetto di ricerca presso il centro di ricerca collaborativo SFB/Transregio TRR375, con il titolo “Componenti multifunzionali ad alte prestazioni realizzati in materiali porosi ibridi (HyPo)”, con la partecipazione dell’Università di Kaiserslautern- Landau RPTU e della Leibniz-Universität di Hannover nel primo periodo di finanziamento. Due metodi principali sono integrati nel programma di ricerca. Un metodo laser (DED-LB - Laser Beam Direct Energy Deposition) e un metodo ad arco (Waam - Wire Arc Additive Manufacturing) vengono utilizzati per produrre strutture porose e materiali a pori graduati a partire da materiali ibridi. L’obiettivo della ricerca è la distribuzione graduata delle proprietà di questi materiali, spiega il responsabile del progetto Thomas Hassel dell’Istituto di Scienza dei Materiali della Leibniz-Universität di Hannover (LUH). SCHIUMA METALLICA DALLA STAMPANTE 3D Processo di produzione di schiume di alluminio (fonte: Fraunhofer IWU)