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Nov 29, 2023

Rio Tinto apre nuove strade con l'acciaio atomizzato ad acqua per la stampa 3D industriale

L’azienda canadese mineraria e metallurgica Rio Tinto ha sviluppato una nuova polvere per stampa 3D in acciaio utilizzando la tecnologia di atomizzazione dell’acqua. Secondo la società, è opinione diffusa che solo il gas ad alto costo e

L’azienda canadese mineraria e metallurgica Rio Tinto ha sviluppato una nuova polvere per stampa 3D in acciaio utilizzando la tecnologia di atomizzazione dell’acqua.

Secondo l’azienda, è opinione diffusa che solo gli atomizzatori a gas e plasma ad alto costo siano in grado di produrre polveri adatte alla stampa 3D industriale. Sviluppata e testata presso il complesso metallurgico Rio Tinto Fer et Titane (RTFT) dell'azienda in Quebec, la nuova polvere di acciaio ha dimostrato che l'atomizzazione dell'acqua è un percorso più conveniente per la produzione di polvere, il tutto offrendo proprietà meccaniche superiori a quelle dei metalli prodotti convenzionalmente.

RTFT sta attualmente sviluppando ulteriori polveri per stampa 3D atomizzate ad acqua per soddisfare le esigenze dei suoi clienti industriali.

Stéphane Leblanc, amministratore delegato di ferro e titanio di Rio Tinto, ha dichiarato: "Si tratta di una nuova generazione di polveri di acciaio progettate per la stampa 3D nel complesso metallurgico di RTFT, dove abbiamo oltre 50 anni di esperienza nella produzione di acciaio e polveri di ferro".

Atomizzazione dell'acqua per la stampa 3D

Un atomizzatore d'acqua utilizza uno spruzzo d'acqua ad alta pressione per trasformare un metallo liquido in particelle di polvere metallica su scala micron. A seconda dei parametri del processo di atomizzazione dell’acqua, le particelle di polvere possono variare notevolmente in forma, dimensione e composizione, il che significa che una piccola messa a punto può fare molto per produrre un metallo stampabile in 3D.

Secondo quanto riferito, RTFT ospita il più grande nebulizzatore d'acqua del Nord America, il che significa che il complesso può produrre maggiori volumi di polvere rispetto a molti impianti di atomizzazione al plasma concorrenti. Opera in Quebec da circa 70 anni ed è nota per aver aperto la strada al processo di rimozione del ferro dall'ilmenite.

Leblanc aggiunge: “Il nostro nuovo grado di polvere di acciaio per la produzione additiva, prodotto con il più grande atomizzatore d’acqua del Nord America, apporta un’aggiunta di materie prime molto competitiva al crescente mercato 3D”.

Anche se questo potrebbe essere il primo tentativo di Rio Tinto di sviluppare la propria polvere per stampa 3D, l’azienda ha già lavorato con Amaero, specialista nella produzione di additivi metallici, per produrre in batch una lega di alluminio-scandio esistente ad alte prestazioni. L'accordo ha visto Rio Tinto fornire billette in lega di alluminio a basso tenore di carbonio. Amaero utilizza le billette per sviluppare “Amaero HOT Al”, la polvere per stampa 3D ad alta temperatura operativa dell’azienda.

Quattro anni di lavoro

Il progetto di sviluppo dell'acciaio è iniziato circa quattro anni fa, quando il Critical Minerals and Technology Center di Rio Tinto ha collaborato con diverse università locali in Canada. Una volta completato lo sviluppo iniziale, Rio Tinto ha collaborato con KSB, con sede in Germania, produttore leader di pompe e valvole, per testare le prestazioni della polvere per le applicazioni di stampa 3D.

I partner hanno già stampato una serie di parti in scala reale utilizzando l’acciaio, inclusa una parte di ricambio per un sistema di colata di ferro liquido presso il sito del Quebec. Le prove di stampa sono servite per certificare il materiale per applicazioni industriali. La parte sostitutiva misura circa 300 x 300 mm ed è più leggera del 70% rispetto alla parte fusa originale che sostituisce. Sebbene la polvere possa essere applicata in molti settori, l’azienda ha espresso l’intenzione di puntare come obiettivo iniziale al settore dei pezzi di ricambio per operazioni a distanza.

Con lo sviluppo del suo nuovo acciaio per la stampa 3D, Rio Tinto è l’ultimo attore nel mercato delle polveri per la produzione additiva di metalli. Kanthal, il marchio di tecnologia di riscaldamento del gruppo ingegneristico globale Sandvik, ha recentemente investito in apparecchiature di atomizzazione ultramoderne per promuovere lo sviluppo delle proprie attività di metallurgia delle polveri. Insieme all’istituto svedese di ricerca sui metalli Swerim, Kanthal utilizzerà le sue attrezzature da 2 milioni di euro per ricercare polveri metalliche per la stampa 3D e applicazioni di pressatura isostatica a caldo.

Altrove, il produttore di polveri metalliche PyroGenesis ha recentemente annunciato che la sua nuova linea di produzione di polveri NexGen per la produzione additiva è stata completata e operativa. Con un’impressionante capacità di produzione di 25 kg/h, secondo quanto riferito, ci sono diverse aziende aerospaziali “di alto livello” in attesa di polveri dalla linea di produzione NexGen.