Leghe termoresistenti a basso costo e ad alte prestazioni
Leghe metalliche o materiali compositi costituiti da due o più elementi in metallo, sono comunemente usati nell'elaborazione sia di utensili di lavorazione sia di prodotti finiti data la loro forza e resistenza al calore. Il progetto Macherena ("New tools and processes for improving machining of heat resistant alloys used in aerospace applications") è stato avviato per sviluppare nuovi materiali, strumenti e processi di lavorazione per l'industria manifatturiera aeronautica in grado di ottenere costi di produzione inferiori, nonché utensili e parti più duraturi. I ricercatori hanno studiato tre tipi di materiali compositi termoresistenti: leghe di ferro e nichel (Fe-Ni), leghe di nichel (Ni) e leghe di titanio e alluminio (Ti-Al) basate su fasi gamma intermetalliche (resistenti a temperature molto elevate). Hanno esaminato i processi di foratura, fresatura e tornitura. La foratura si riferisce alla creazione di un foro rotondo o all'allargamento di uno esistente, mentre la fresatura e la tornitura sono relative al taglio di materiale indesiderato sotto forma di piccoli trucioli al fine di creare le caratteristiche desiderate. I ricercatori hanno innanzitutto sviluppato nuovi rivestimenti nanocompositi impiegando le tecniche della deposizione fisica da fase vapore (PVD) per soddisfare i requisiti di durezza e basso attrito. Hanno quindi applicato i rivestimenti a nuovi utensili di lavorazione standard, ottimizzando le migliori geometrie di rivestimento al fine di evitare scriccature, causa di una lavorazione inaffidabile e imprevedibile e di gravi danni a componenti molto costosi. Hanno, inoltre, applicato nuovi processi di lavorazione con raffreddamento dell'alta pressione al fine di aumentare la velocità di lavorazione e la durata dell'utensile. In particolare, questo processo ha consentito di aumentare del 50% la durata dei trapani Inconel. In sintesi, il progetto Macherena ha sviluppato nuovi materiali di rivestimento nanocompositi, geometrie di utensili innovativi ed elaborazioni avanzate dei macchinari usando il raffreddamento ad alta pressione per i metalli compositi termoresistenti utilizzati dall'industria aerospaziale. Gli esiti hanno portato ad una maggiore produttività del macchinario, ad una maggiore durata di utilizzo e ad una migliore qualità di finitura con costi di produzione ridotti. Nel loro insieme, i risultati del progetto Macherena dovrebbero fornire un vantaggio competitivo per l'industria aerospaziale europea, permettendo una produzione più conveniente ad alte prestazioni delle parti di aeromobili.
