Acciaio damasco con tecniche di stampa 3D: si può fare!

Acciaio damasco con tecniche di stampa 3D: si può fare!

Ci hanno provato i ricercatori del Max Plank Institute, ottenendo risultati incoraggianti: può essere un metodo alternativo e meno costoso rispetto alle tecniche tradizionali

di pubblicata il , alle 18:41 nel canale Scienza e tecnologia
 

Uno studio condotto dai ricercatori del Max Planck Institute for Iron Research ha indagato la possibilità di realizzare con tecniche di stampa 3D l'accaio damasco, che nella produzione siderurgica è spesso considerato l'emblema della lavorazione artigianale. La produzione di questo particolare acciaio, spesso usato per la realizzazione di lame pregiate, prevede infatti una continua ripiegatura e ribattitura dell'acciaio che oltre a donare un caratteristico aspetto estetico, conferiscono anche interessanti proprietà meccaniche.

Solitamente vengono usati acciai con diverse composizioni, in particolare con differenti percentuali di carbonio, il cui controllo dipende dalla velocità con cui il metallo fuso viene raffreddato. Per i loro esperimenti i ricercatori hanno utilizzato un acciaio formato da nickel, titanio e ferro, ridotto in polvere e che viene riscaldata con un laser sulla superficie di deposizione del macchinario di stampa 3D. Il rapido raffreddamento di questo tipo di acciaio produce una forma cristallina come quella degli acciai ad alto contenuto di carbonio. Ulteriori trattamenti termici portano però al precipitare di microscopiche particelle di nickel-titanio all'interno dell'acciaio, accrescendone significativamente la durezza e dando luogo di fatto ad un materiale particolarmente costoso che prende il nome di acciao maraging.

I ricercatori hanno allora pensato di sfruttare le caratteristiche proprie del processo di stampa 3D, che avviene strato per strato, per manipolare la temperatura e la velocità di raffreddamento di ciascun strato, alternando così strati morbidi e flessibili a strati induriti dal processo di precipitazione. E la velocità di raffreddamento è stata controllata semplicemente spegnendo il laser per un determinato intervallo di tempo. L'alternanza di strati riscaldati e raffreddati velocemente, con strati depositati normalmente hanno permesso ai ricercatori di creare un blocchetto di acciaio che hanno poi analizzato al microscopio, confermando molte delle ipotesi iniziali.

L'acciaio prodotto con questa tecnica ha mostrato buone proprietà meccaniche, pur non riuscendo a eguagliare le caratteristiche di un acciaio maraging prodotto con tecniche convenzionali. I ricercatori però sottolineano come l'intero processo preveda numerose variabili che opportunamente combinate fra loro possono dare risultati differenti: la potenza del laser, l'area e lo spessore degli strati, la velocità di raffreddamento sono tutti parametri che concorrono al risultato finale.

Si tratta di un esperimento dimostrativo che però, testimoniando l'effettiva possibilità di una strada alternativa ad un processo tradizionalmente costoso, potrebbe essere approfondito per indagare possibili risvolti commerciali.

10 Commenti
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Therinai27 Giugno 2020, 14:13 #1
Adoro l'acciaio damascato, comunque anche leggendo l'articolo non ho capito se l'obiettivo è riprodurre le proprietà metallurgiche dell'acciaio di damasco, riprodurne l'effetto estetico delle venature o entrambe le cose. E non capisco come si possa replicare il proceso di forgiatura con la stampa 3D... ok stratificare, controllare la temperatura... ma se non si batte come avviene la forgiatura?
Comunque buona parte del valore dell'acciaio di damasco è proprio il lavoro del fabbro, se lo facesse una macchina non avrebbe senso
mail9000it27 Giugno 2020, 15:44 #2
Originariamente inviato da: Therinai
Comunque buona parte del valore dell'acciaio di damasco è proprio il lavoro del fabbro, se lo facesse una macchina non avrebbe senso


Non concordo.
Il valore dell'acciaio é definito dalle sue caratteristiche meccaniche (anche estetiche in questo caso), attualmente l'acciaio di damasco puó essere prodotto solo con un metodo manuale che ovviamente dipende dalla bravura del fabbro.

Un nuovo metodo di produzione svaluterebbe il lavoro del fabbro (purtroppo) ma non la qualitá e le applicazioni dell'acciaio.
Therinai27 Giugno 2020, 17:29 #3
Originariamente inviato da: mail9000it
Non concordo.
Il valore dell'acciaio é definito dalle sue caratteristiche meccaniche (anche estetiche in questo caso), attualmente l'acciaio di damasco puó essere prodotto solo con un metodo manuale che ovviamente dipende dalla bravura del fabbro.

Un nuovo metodo di produzione svaluterebbe il lavoro del fabbro (purtroppo) ma non la qualitá e le applicazioni dell'acciaio.


Si parla specificatamente di acciaio damascato, il normale acciaio vale credo un centesimo in confronto, se per ipotesi si potesse produrre acciaio di damasco a livello industriale quanto credi che possa valere? Questo è il valore aggiunto del lavoro del fabbro, al momento i manufatti in acciaio damascato sono oggetti unici, i fabbri che lo lavorano lo fanno con tecniche personalizzate, le produzioni industriali di oggetti (prevalentemente coltelli) in acciaio di damasco pure creano linee di produzione uniche... prova a vedere quanto costa un coltello da cucina in acciaio damascato, c'è gente capace di spendere parecchie centinaia di euro per uno di quegli affari, inutile dire che se fossero fatti in fabbrica non varebbero che 1/10.
[OzZ]28 Giugno 2020, 12:21 #4
per "stampare" usando una saldatrice a filo, alternando gli strati, credo.
Non so con quale risoluzione, e aderenza possano avere questi strati. Ma delle lastre compresse al maglio, rivoltate, e ricompresse, per N volte, forse riescono a produrre strati più sottili e con caratteristiche di durezza migliori.

Quindi credo si tratti per lo più di un'utilità estetica.
Masamune29 Giugno 2020, 10:26 #5
Acciaio damasco non è un sinonimo di qualità. indica solo il tipo di lavorazione e l'effetto estetico tipico.
esistono in commercio varie lame dal valore ridicolo, dalla lavorazione approssimativa e dalla scarsa qualità. basta farsi un giro su ebay e si trovano coltelli e rasoi in acciaio damasco per poche decine di euro, quando una lama come cristo comanda (non necessariamente in damasco) parte dalle 300 euro fino alle migliaia.
se riuscissero a tirare fuori un acciaio con le giuste proprietà meccaniche sarebbe una bella cosa perchè si avrebbero lame di qualità a prezzi ragionevoli.

Svelgen29 Giugno 2020, 10:49 #6
Come in tutte le lavorazioni, ci sarà un motivo se occorrono ore e ore di lavoro per ottenere un certo risultato.
Ora sembra che in 3D di possa stampare di tutto: dalle case alle barche per finire con i coltelli.
La stampa in 3D può avere senso per gli oggetti plastici, che da sempre sono stampati. Ma per molte altre lavorazioni, la tradizione e l'esperienza saranno sempre fondamentali per ottenere un certo tipo di risultato.
mail9000it29 Giugno 2020, 15:31 #7
Originariamente inviato da: Svelgen
Come in tutte le lavorazioni, ci sarà un motivo se occorrono ore e ore di lavoro per ottenere un certo risultato.

Perchè attualmente è l'unico metodo conosciuto per avere quel risultato.
Fino a qualche tempo fa gli oggetti plastici si potevano fare solo per stampa (con lo stampo) o per intrusione (spero di aver usato i termini giusti).

Originariamente inviato da: Svelgen
La stampa in 3D può avere senso per gli oggetti plastici, che da sempre sono stampati. Ma per molte altre lavorazioni, la tradizione e l'esperienza saranno sempre fondamentali per ottenere un certo tipo di risultato.


Le stampanti 3D a metallo nell'industria sono in uso già da parecchio (5 - 10 anni, non è il mio settore).
mail9000it29 Giugno 2020, 15:38 #8
Originariamente inviato da: Therinai
..., inutile dire che se fossero fatti in fabbrica non varebbero che 1/10.


Che è quello che ho detto io.
Il valore di un oggetto nuovo (tralasciando quindi l'antiquariato, l'aspetto artistico e l'eventuale unicità dello stesso) è dato dalle sue caratteristiche e dal costo di produzione.

Se sarà possibile produrre oggetti in acciaio damascato in modo industriale, il loro prezzo crollerà ma la loro bellezza rimarra inalterata.

Poi se al di là del materiale parliamo di oggetti decorati, intarsiati o altro ovvio che il valore cambia.
mail9000it29 Giugno 2020, 15:43 #9
Originariamente inviato da: [OzZ]
per "stampare" usando una saldatrice a filo, alternando gli strati, credo.
Non so con quale risoluzione, e aderenza possano avere questi strati. Ma delle lastre compresse al maglio, rivoltate, e ricompresse, per N volte, forse riescono a produrre strati più sottili e con caratteristiche di durezza migliori.

Quindi credo si tratti per lo più di un'utilità estetica.


Basta leggere l'articolo e informarsi.
Le stampanti 3D a metallo usano polvere i metallo depositato a strati sottilissimi e dei laser per fondere la polvere con gli strati precendenti.

La saldatrice a filo non c'entra nulla, la risoluzione dipende dal diametro del granello di polvere metallica.
mail9000it29 Giugno 2020, 15:45 #10
Originariamente inviato da: [OzZ]
per "stampare" usando una saldatrice a filo, alternando gli strati, credo.
Non so con quale risoluzione, e aderenza possano avere questi strati. Ma delle lastre compresse al maglio, rivoltate, e ricompresse, per N volte, forse riescono a produrre strati più sottili e con caratteristiche di durezza migliori.

Quindi credo si tratti per lo più di un'utilità estetica.


Basta leggere l'articolo o informarsi.
Le stampanti 3D a metallo usano polvere di metallo depositato a strati sottilissimi e dei laser per fondere la polvere con gli strati precendenti.

La saldatrice a filo non c'entra nulla, la risoluzione dipende dal diametro del granello di polvere metallica.

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