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Tecnologia laser per il taglio al diamante garantisce un vantaggio all’industria dell’UE

I ricercatori impegnati nel progetto DIPLAT stanno usando la tecnologia laser per sviluppare la prossima generazione di strumenti a elevate prestazioni basati sul diamante.

Il diamante e altri materiali superduri vengono usati in numerosi settori industriali e manifatturieri. Delle piccole particelle di diamante, ad esempio, possono essere inserite nelle lame delle seghe, nelle punte dei trapani e nei dischi per smerigliatrice allo scopo di tagliare, perforare o smerigliare. Esse possono anche essere macinate in una polvere e trasformate in una pasta diamantata che viene usata per la lucidatura o per la smerigliatura molto fine. Paradossalmente, tuttavia, è proprio questa estrema durezza, proprio la qualità che rende i diamanti industriali così preziosi, ad aver rappresentato una sfida costante allo sviluppo della prossima generazione di attrezzi ad alte prestazioni. La realizzazione di precisione di complesse geometrie e strutture tridimensionali a forma libera partendo da diamanti industriali e altri materiali superduri si è dimostrata essere tecnicamente molto difficile. Il progetto DIPLAT, finanziato dall’UE, lanciato nel mese di gennaio del 2013, mira ad affrontare questo problema aprendo la strada a una svolta tecnologica basata sui laser. Questo consentirà all’industria europea di sfruttare al meglio il crescente mercato della lavorazione e della fabbricazione di utensili ad alte prestazioni. Infatti, si spera che il progetto, che riceverà un totale di 3,2 milioni di euro in finanziamenti dell’UE, apra nuove possibilità per quanto riguarda la progettazione di attrezzi ad alte prestazioni. Questo fornirà un chiaro vantaggio competitivo alle PMI europee altamente specializzate nel settore della fabbricazione di utensili e machine utensili. DIPLAT mira a sfruttare il potenziale dei laser pulsati brevi e ultra brevi a elevata brillantezza. Questa tecnologia di lavorazione si baserà sull’ablazione a laser pulsato (PLA) 3D, e verrà sviluppata e dimostrata per varie applicazioni industriali. L’ablazione laser è il processo di rimozione di materiale da una superficie solida irradiandola con un fascio laser, per ottenere un bordo più liscio e definito. Un materiale specifico con cui il progetto sta lavorando è il diamante policristallino (PCD). Questo materiale solitamente fornisce una resistenza all’abrasione fino a 500 volte superiore a quella del carburo cementato, e la sua elevata conduttività termica consente di trasferire il calore lontano dal bordo di taglio, evitando così una rapida usura dell’attrezzo. I prodotti PCD sono ampiamente usati dall’industria automobilistica, aerospaziale, elettronica, della lavorazione del legno e ottica. I materiali PCD con cristalli più grandi presentano una maggiore resistenza all’abrasione, ma producono un bordo di taglio più irregolare. Al contrario, i cristalli più piccoli producono un bordo di taglio più affilato ma una durata più breve dell’attrezzo. Il nitruro di boro cubico (CBN) è un altro materiale superduro usato come abrasivo (si tratta del secondo materiale più duro dopo il diamante sintetico). Uno dei vantaggi fisici del CBN in confronto agli abrasivi tradizionali è che, oltre ad essere più duro a temperatura ambiente, esso mantiene la sua durezza in un’ampia gamma di temperature. Il progetto DIPLAT mira a consentire ai produttori di attrezzi di progettare delle superfici funzionali molto specifiche (con micro geometrie controllate) con questi materiali, allo scopo di fornire all’industria il preciso attrezzo a elevate prestazioni di cui necessitano. Il progetto, destinato a concludersi nel mese di luglio del 2016, dimostrerà quindi le prestazioni e la funzionalità superiori di questi nuovi attrezzi in impegnative applicazioni industriali. DIPLAT rappresenta un punto di svolta per quanto riguarda la nuova tecnologia delle macchine utensili, e aiuterà a spingere l’industria manifatturiera europea all’avanguardia della lavorazione ad alte prestazioni. Questo offrirà ai consumatori una migliore funzionalità, eccezionali prestazioni di lavorazione e sosterrà in sostanza la competitività europea. Per ulteriori informazioni, visitare: DIPLAT www.fp7-diplat.eu/

Paesi

Svizzera

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