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Immettere metalli leggeri avanzati sul mercato

Nonostante i decenni di ricerca scientifica nel campo delle leghe di metalli leggeri avanzati, solo un limitato numero di prodotti ha raggiunto il mercato. Un nuovo ecosistema di innovazione aperta si propone di accorciare questo percorso.

Tecnologie industriali icon Tecnologie industriali

I compositi in leghe di metalli leggeri si dimostrano sempre più cruciali per i componenti nei settori automobilistico, aerospaziale e manifatturiero. Questi materiali dispongono di rapporti resistenza-peso elevati e di una bassa densità, il che si traduce in veicoli più leggeri, che possiedono un consumo inferiore di carburante e producono quindi livelli minori di emissioni nocive. Con l’avvento dei nanomateriali dalle proprietà superiori, è in fase di sviluppo una nuova classe di nanocompositi che sarà in grado di superare i limiti tecnici dei metalli puri. Sebbene siano stati condotti numerosi progetti di ricerca incentrati su questi materiali avanzati nel corso degli ultimi decenni, solo un numero limitato di prodotti è riuscito a raggiungere la commercializzazione. I fondi limitati per lo sviluppo e l’ampliamento ne hanno ostacolato il progresso e gli utenti finali hanno dimostrato una certa riluttanza nell’accettare tecnologie non standardizzate. L’industria si è confrontata con un fenomeno noto come la «valle della morte», in cui tali materiali promettenti non raggiungono mai il loro pieno potenziale. Con l’obiettivo di superare questi ostacoli, il progetto LightMe (An Open Innovation Ecosystem for upscaling production processes of lightweight metal alloys composites), finanziato dall’UE, ha sviluppato un ecosistema di innovazione aperta progettata per l’ampliamento dei processi industriali per i metalli leggeri. L’obiettivo di LightMe consisteva nel rappresentare un punto di riferimento per l’innovazione nel campo dei nanocompositi a matrice metallica (MMnC, Metal Matrix nanoComposites) leggeri, ossia leghe rinforzate con particelle ad alta resistenza.

Costruire un ecosistema innovativo

Il progetto LightMe includeva 25 partner provenienti da 15 Stati membri europei, tutti dotati delle conoscenze e competenze per contribuire a migliorare l’innovazione e lo sviluppo dei metalli leggeri. Il consorzio di LightMe è stato rappresentato da un’organizzazione senza scopo di lucro attraverso cui i nuovi clienti possono accedere all’intera catena del valore. LightMe è stato progettato non solo per contribuire allo sviluppo e all’ampliamento delle tecnologie metalliche, ma anche per fornire ai clienti tutto ciò di cui avessero bisogno per accelerare il processo di commercializzazione. Ciò comprendeva servizi di modellizzazione e simulazione, test e monitoraggio, nonché consulenza relativa alla conformità normativa, nanosicurezza e sviluppo del piano aziendale. Il sistema è stato progettato per fungere da ponte tra i membri a monte della catena del valore, quali gli sviluppatori di materiali e le istituzioni di ricerca, e gli utenti finali e i produttori industriali a valle.

Linee pilota e casi di prova

Il progetto LightMe ha creato sei linee pilota con servizi avanzati di produzione accessibili in tutta Europa, tra cui pressofusione a bassa e alta pressione, colata in sabbia verde, produzione additiva di filo metallico, produzione additiva dei metalli ed estrusione per la sinterizzazione. LightMe ha condotto diversi casi di prova avvalendosi di queste linee pilota per lo sviluppo di nuove tecnologie dei materiali e la produzione di riscontri per migliorare i servizi offerti. Ad esempio, un caso di prova condotto insieme all’azienda di produzione Hidria ha cercato di produrre pignoni di sterzo (un componente che consente alle ruote di girare da una parte all’altra) leggeri, impiegando nanocompositi a matrice metallica in alluminio. L’Università Brunel di Londra e l’Istituto austriaco di ricerca sulla fonderia hanno fabbricato prodotti prototipo, dimostrando che la tecnologia di fabbricazione potrebbe apportare notevoli benefici all’industria automobilistica europea.

Divulgare i risultati

Il progetto ha condotto alla pubblicazione di tre articoli con revisione paritaria su riviste scientifiche, incluso l’ulteriore sviluppo di tecniche avanzate per la produzione di compositi a matrice metallica. Il gruppo coinvolto in LightMe ha inoltre organizzato la prima conferenza internazionale sui materiali leggeri, tenutasi nel maggio 2023. Durante la conferenza, della durata di due giorni, ci sono state presentazioni tecniche nel campo dei materiali leggeri, con contributi provenienti dai professionisti del mondo accademico e dell’industria.

Parole chiave

LightMe, metallo, composito, lega, nanomateriali, produzione, ecosistema, tecnologie, ampliamento