Un nuovo sistema di stampa 3D permette il recupero delle polveri di metalli preziosi fino al 95% 

Che cosa accomuna il settore della gioielleria e quello aerospaziale? L’uso dei metalli preziosi. Infatti, entrambi i settori ricercano le materie prime più raffinate per le loro produzioni. Tuttavia, diversamente dal settore della gioielleria, quello aerospaziale necessita di metalli preziosi, come quelli del gruppo del platino (PGM), perché altamente resistenti alle condizioni estreme dello spazio. Ad esempio, il platino è necessario in applicazioni come propulsori satellitari di piccole dimensioni perché riesce a raggiungere un punto di fusione di circa 1768 °C. Inoltre, la sua resistenza all’ossidazione e l’inerzia chimica riducono al minimo le possibilità di degradazione o di reazioni con altri materiali. Tuttavia, come ben noto, questi metalli sono estremamente costosi e la loro dispersione durante le fasi di lavorazione può portare alle aziende delle perdite economiche di milioni di euro.

Per trovare una soluzione efficace a questo annoso problema, le aziende Renishaw e Cookson Industrial si sono unite per ottimizzare la produzione additiva di metalli PGM e per renderla così più economica e accessibile. Cookson Industrial, azienda con sede a Birmingham, è uno dei maggiori fornitori di metalli preziosi per il commercio globale di gioielli, mentre Renishaw è un gruppo internazionale che si occupa di tecnologia ingegneristica ed è uno dei leader nel settore della produzione additiva di metalli. Dalla loro collaborazione nasce un nuovo sistema di produzione additiva che permette di recuperare il 95% della polvere di rodio legato al platino utilizzata nella lavorazione. 

Renishaw e Cookson Industrial hanno stretto una collaborazione per rendere la produzione additiva di metalli PGM più economica e accessibile.

Un problema di costi e dispersione delle polveri di metalli preziosi

Per comprendere meglio l’impatto economico della dispersione di questi metalli, basti pensare che cinque chili di polvere di rodio al platino, sufficienti per stampare parti dal peso compreso tra 6 e 8 grammi, rappresentano per un’azienda un investimento di circa 140.000 sterline. L’obiettivo di Cookson Industrial era quello di servirsi del rodio al platino per stampare in 3D uno stampo di estrusione progettato per la produzione di fibra di vetro e, allo stesso tempo, risparmiare più polvere possibile. Il rodio viene spesso legato al platino perché possiede numerose qualità e proprietà. Infatti, il platino è l’unico metallo in grado di resistere alle condizioni corrosive del vetro fuso. Questi materiali vengono poi atomizzati in una polvere adatta alla produzione additiva e stampati per creare delle parti aventi geometrie specifiche. 

Un sistema innovativo per il recupero delle polveri

Per ottimizzare la produzione, Cookson Industrial si è rivolta dunque a Renishaw che le ha fornito una delle sue soluzioni destinate alla ricerca, ossia RenAM 500S Flex. Si tratta di un sistema di produzione additiva delle polveri a circuito aperto ottimizzato per applicazioni di ricerca e sviluppo che si serve della tecnologia LPBF. Questo macchinario garantiva di partenza una perdita minima delle polveri inferiore all’1,5%. Tuttavia, Cookson Industrial ha richiesto a Renishaw di personalizzare il sistema RenAM 500S Flex per abbassare ulteriormente la percentuale di scarto delle polveri di rodio legate al platino dal 1,5% allo 0,5%. Ciò è stato possibile perché le stampanti destinate alla ricerca sono delle soluzioni che possono essere adattate e ottimizzate per rispondere alle esigenze dei singoli clienti.

Dunque, Renishaw ha apportato varie modifiche al sistema RenAM 500S Flex per renderlo ottimale. Innanzitutto, sono state rimosse tutte le parti nelle quali le particelle di polvere erano solite ad accumularsi, come i soffietti e il sistema di sfiato troppopieno della macchina. In aggiunta, la camera di stampa è stata ottimizzata per prevenire la dispersione delle polveri durante il processo di depolverazione. Infine, le altre modifiche riguardano la camera inferiore del sistema, quella del filtro e del contenitore delle polveri che sono state dotate di involucri e coperture speciali, necessari per il recupero di quanto più materiale possibile.  

La collaborazione tra le due aziende ha dato vita alla realizzazione di un sistema che recupera quasi tutte le polveri in PGM sino al 95%, permettendo così all’azienda risparmiare circa 1000 sterline per ciclo. Questa soluzione ha reso possibile la produzione commerciale di componenti di rodio al platino. Grazie al successo della partnership con Renishaw, Cookson Industrial intende studiare nuove applicazioni per il rodio al platino in settori come i catalizzatori e gli ugelli dei motori aerospaziali. 

Nella foto vengono mostrati i componenti creati con la polvere di rodio al platino.

Le aziende o le agenzie governative aerospaziali potrebbero beneficiare enormemente di soluzioni adattate al recupero delle polveri metalliche. Infatti, in questo settore risulta essere sempre più crescente la richiesta di polveri metalliche ad alte prestazioni. Qualche anno fa anche la NASA ha dato vita alla sua superlega GRX-810, che è stata creata grazie alla stampa 3D e la dispersione di ossidi, per migliorarne significativamente le prestazioni. Per applicazioni ingegneristiche come la propulsione spaziale è vitale servirsi di questi materiali. Infatti, parti come la camera di combustione e il reticolo catalizzatore interno vengono esposte alle alte temperature e alle condizioni ricche di ossigeno che si verificano all’accensione dei propulsori in fase di lancio. Gli ultimi progressi nell’AM hanno rivoluzionato l’uso dei metalli preziosi nello spazio: senza l’utilizzo di questi materiali altamente resistenti alla fusione e alla corrosione, l’innovazione tecnologica in campo aerospaziale non sarebbe possibile. Le soluzioni di additive manufacturing permettono dunque di adattarsi alle esigenze dei singoli settori, portando non solo un’ottimizzazione nella produzione ma, apportando alcune modifiche, anche a un risparmio notevole in termini di materiali e di costi. 

Cosa ne pensi dei questa soluzione di risparmio dei metalli preziosi come il rodio al platino? Se ti interessa l’argomento, non perderti la nostra pagina esclusiva dedicata a stampa 3D nel settore aerospaziale e della difesa. Lascia un commento nostri canali Facebook, LinkedIn e YouTube. Segui tutte le novità dal mondo della stampa 3D nella nostra Newsletter settimanale!  

*Crediti per tutte le foto: Renishaw