Cercetătorii TUM revoluționează imprimarea 3D a componentelor din aluminiu!

Cercetătorii TUM revoluționează imprimarea 3D a componentelor din aluminiu!

La 12 septembrie 2025, Universitatea Tehnică din München (TUM) a anunțat că a lansat un proiect de cercetare important numit Aluminium from Additive Manufacturing (AlaAF) împreună cu Universitatea Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU) și Colibrium Additive. Acest proiect este finanțat de Ministerul Federal al Educației, Tehnologiei și Spațiului cu 1,17 milioane de euro și își propune să optimizeze producția de componente din aluminiu ușoare și rezistente pentru industria aerospațială folosind imprimarea industrială 3D.

Obiectivul proiectului este procesul de fuziune cu strat de pulbere laser (LPBF). Conform acestei tehnologii inovatoare, pulberea metalică este topită strat cu strat în componente folosind un laser. O mare importanță se acordă libertății de proiectare a pieselor produse. Una dintre problemele cheie pe care cercetătorii încearcă să le abordeze este fisurarea în timpul răcirii aliajelor de aluminiu de înaltă rezistență, ceea ce face ca utilizarea acestora în elementele structurale portante să fie mult mai dificilă.

Tehnologie și provocări

Proiectul AlaAF reunește mai multe instituții, inclusiv tehnicile sofisticate de fabricație ale Institutul Fraunhofer pentru Tehnologia Laserului (ILT). Aici au fost dezvoltate incrustații complexe de scule de turnare sub presiune pentru piese mari din aluminiu. Așa-numita tehnologie PBF-LB/M permite producerea de matrițe mari de turnare sub presiune, care sunt de o importanță centrală pentru industria auto. Aceste forme trebuie să fie rezistente termic, adaptabile și rezistente pentru a face față provocărilor mobilității electrice.

Oțelul special L-40 necesar este crucial aici, deoarece permite producerea matrițelor cu răcire conformă. Această inovație ajută la minimizarea vârfurilor de temperatură și la prelungirea semnificativă a duratei de viață a matrițelor prin reducerea uzurii.

Proiectul AlaAF folosește o nouă abordare care utilizează aditivi speciali în pulberea metalică pentru a forma particule ceramice submicronice. Această tehnică are ca rezultat o microstructură cu granulație fină care reduce formarea fisurilor și îmbunătățește proprietățile mecanice ale componentelor. Scopul este de a obține o greutate generală mai ușoară, fără a pierde rezistența. Astfel de inovații sunt deosebit de importante într-un sector care suferă schimbări semnificative din cauza costurilor în creștere și a necesității unei tranziții energetice.

Cercetare și analiză

Un alt obiectiv al cercetării TUM este utilizarea metodelor cu neutroni pentru a examina materialele. Reactorul de cercetare FRM II permite oamenilor de știință să analizeze distribuțiile de fază și tensiunile interne din materialele imprimate. Combinația dintre experimente cu neutroni și stres mecanic, precum și variația temperaturii ajută la reprezentarea realistă a condițiilor industriale și la optimizarea calității pieselor produse.

Echipa condusă de dr. habil. Ralph Gilles de la TUM este, de asemenea, dedicat dezvoltării parametrilor de proces pentru procesul LPBF. FAU va analiza în detaliu materialele imprimate pentru a îmbunătăți în continuare proprietățile mecanice și, astfel, pentru a îndeplini cerințele pe termen lung ale industriei aerospațiale.

În ansamblu, proiectul AlaAF reprezintă un pas semnificativ în cercetarea materialelor pentru aviație și arată potențialul tehnicilor de fabricație aditivă de a dezvolta soluții de înaltă calitate și durabile, care pot răspunde provocărilor viitorului. Colaborarea dintre universități și industrie formează baza pentru această cercetare și dezvoltare orientată spre viitor.