Un team di ricercatori della Tohoku University, in Giappone, ha compiuto un significativo passo avanti nella produzione additiva, realizzando il primo componente automobilistico multi-materiale attraverso la stampa 3D. Il prototipo, una torre di sospensione a grandezza naturale con una geometria ottimizzata, dimostra il potenziale di questa tecnologia per sviluppare componenti leggeri ma altamente resistenti.

La rivoluzione della stampa 3D multi-materiale
La produzione additiva di metalli consente di costruire oggetti strato dopo strato, utilizzando il calore per legare i materiali tra loro. Questa tecnologia permette di ottenere forme personalizzate, riducendo al contempo gli sprechi di materiale rispetto ai metodi tradizionali. Un aspetto particolarmente innovativo della stampa 3D è la possibilità di combinare materiali diversi in un’unica struttura, ottimizzando le prestazioni dei componenti. Ad esempio, unendo acciaio e alluminio, si possono ottenere parti automobilistiche più leggere senza comprometterne la resistenza.
Tuttavia, questa tecnica presenta alcune sfide. In particolare, nella combinazione acciaio-alluminio possono formarsi composti intermetallici fragili alle interfacce dei materiali, compromettendo la resistenza del componente. “I multimateriali sono un argomento di grande interesse nella produzione additiva per la loro flessibilità, ma bisogna affrontare il problema della fragilità in alcune combinazioni di metalli”, spiega Kenta Yamanaka, professore associato dell’Università di Tohoku.

Una lega acciaio-alluminio più resistente
Per superare questa criticità, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), una delle principali tecniche di stampa 3D per metalli. Modificando la velocità di scansione del laser, sono riusciti a ridurre la formazione di composti intermetallici fragili, ottenendo interfacce di legame più robuste. Questo risultato apre la strada a un utilizzo più ampio della stampa 3D multi-materiale nell’industria automobilistica e in altri settori dove la leggerezza e la resistenza dei componenti sono fondamentali.

“Abbiamo dovuto prima comprendere appieno il meccanismo di lega in situ”, commenta Seungkyun Yim, professore associato dell’Università di Tohoku, sottolineando l’importanza della ricerca.”

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Additive Manufacturing il 19 novembre 2024, segnando un importante traguardo nello sviluppo delle tecnologie di stampa 3D per applicazioni industriali avanzate.