I ricercatori della TUM stanno rivoluzionando la stampa 3D di componenti in alluminio!

I ricercatori della TUM stanno rivoluzionando la stampa 3D di componenti in alluminio!

Il 12 settembre 2025, il Università Tecnica di Monaco (TUM) ha annunciato di aver avviato un importante progetto di ricerca denominato Aluminium from Additive Manufacturing (AlaAF) insieme all’Università Friedrich-Alexander Erlangen-Norimberga (FAU) e Colibrium Additive. Questo progetto è finanziato dal Ministero Federale dell’Istruzione, della Tecnologia e dello Spazio con 1,17 milioni di euro e mira a ottimizzare la produzione di componenti in alluminio leggeri e resistenti per il settore aerospaziale utilizzando la stampa 3D industriale.

Il focus del progetto è il processo Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Secondo questa tecnologia innovativa, la polvere metallica viene fusa strato dopo strato nei componenti utilizzando un laser. Grande importanza viene data alla libertà di progettazione delle parti prodotte. Uno dei problemi chiave che i ricercatori stanno cercando di affrontare è la fessurazione durante il raffreddamento delle leghe di alluminio ad alta resistenza, che rende molto più difficile il loro utilizzo negli elementi strutturali portanti.

Tecnologia e sfide

Il progetto AlaAF riunisce diverse istituzioni, comprese le sofisticate tecniche di produzione del Istituto Fraunhofer per la tecnologia laser (ILT). Qui sono stati sviluppati complessi inserti per stampi per pressofusione per pezzi di alluminio di grandi dimensioni. La cosiddetta tecnologia PBF-LB/M consente la produzione di stampi per pressofusione di grandi dimensioni, di fondamentale importanza per l'industria automobilistica. Queste forme devono essere termicamente resilienti, adattabili e resilienti per poter affrontare le sfide della mobilità elettrica.

In questo caso è fondamentale l'acciaio speciale L-40 richiesto, poiché consente la produzione di stampi con raffreddamento conformato. Questa innovazione contribuisce a minimizzare i picchi di temperatura e ad allungare notevolmente la vita degli stampi riducendone l’usura.

Il progetto AlaAF utilizza un nuovo approccio che utilizza speciali additivi nella polvere metallica per formare particelle ceramiche submicroniche. Questa tecnica si traduce in una microstruttura a grana fine che riduce la formazione di crepe e migliora le proprietà meccaniche dei componenti. L'obiettivo è ottenere un peso complessivo più leggero senza perdere resistenza. Tali innovazioni sono particolarmente importanti in un settore che sta attraversando cambiamenti significativi a causa dell’aumento dei costi e della necessità di una transizione energetica.

Ricerca e analisi

Un altro obiettivo della ricerca TUM è l'uso di metodi neutronici per esaminare i materiali. Il reattore di ricerca FRM II consente agli scienziati di analizzare le distribuzioni di fase e le tensioni interne nei materiali stampati. La combinazione di esperimenti sui neutroni, stress meccanico e variazione di temperatura aiuta a rappresentare realisticamente le condizioni industriali e a ottimizzare la qualità delle parti prodotte.

Il team guidato dal Dr. habil. Ralph Gilles della TUM si dedica anche allo sviluppo di parametri di processo per il processo LPBF. La FAU analizzerà i materiali stampati in dettaglio per migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche e soddisfare così i requisiti a lungo termine dell'industria aerospaziale.

Nel complesso, il progetto AlaAF rappresenta un passo significativo nella ricerca sui materiali per l’aviazione e mostra il potenziale delle tecniche di produzione additiva per sviluppare soluzioni sostenibili e di alta qualità in grado di rispondere alle sfide del futuro. La collaborazione tra università e industria costituisce la base per questa ricerca e sviluppo orientati al futuro.