Applicazione industriale di rivestimenti funzionalmente graduati
I rivestimenti possono proteggere contro corrosione o fatica, dunque dei rivestimenti multifunzionali possono eseguire entrambe le funzioni in un singolo composto, tuttavia esiste qualcosa di potenzialmente migliore, nei laboratori di tutto il mondo. Si immagini un rivestimento multifunzionale le cui proprietà variano nello spazio, fornendo la protezione esattamente necessaria, ove necessario. I materiali funzionalmente graduati (functionally graded material, FGM) vantano proprio delle proprietà che cambiano gradualmente lungo la profondità o il volume del materiale. Il progetto AMCOR (Additive manufacturing for wear and corrosion applications), finanziato dall’UE, ha sviluppato un processo automatizzato flessibile per la deposizione di FGM affidabili in ambiente industriale. Il sistema del progetto combina laser cladding, posizionamento mediante controllo numerico e robotizzato, e tecniche di scansione 3D. Questa combinazione rende possibile l’esecuzione del laser cladding da vari orientamenti e la creazione di disegni 3D complessi. A differenza dei processi di produzione convenzionali, il laser cladding impedisce la rimozione di materiale dalla massa di metallo. Ciò permette di produrre componenti industriali con migliore resistenza a usura o corrosione, fino al 50 %. Ciò rende possibile l’aggiunta di FGM a cilindri idraulici, punte per foratura, steli di valvole e ingranaggi. Il progetto si è concentrato sulla creazione di FGM in grado di combinare la maggiore resistenza all’usura dei metalli alla gamma di temperatura operativa della ceramica. Gli FGM metallo-ceramici in genere hanno dimostrato la formazione di una fase intermedia con bagnatura di scarsa qualità, proprietà meccaniche inferiori, e frequenti formazioni di cricche o separazione. Il sistema robotico di deposizione AMCOR per la produzione di macchine resistenti a corrosione e usura che sfruttano gli FGM, fornirà un importante contributo al raggiungimento degli obiettivi europei, in quanto all’iniziativa Factories of the Future. Le avanzate tecnologie di produzione dovrebbero migliorare l’applicazione della deposizione metallica laser e dei materiali FGM per molti settori del mercato, comportando un impatto sull’economia dell’UE.
Parole chiave
Rivestimenti, materiali funzionalmente graduati, AMCOR, processi additivi, laser cladding
