Dal cromo duro ai rivestimenti di design sicuri e sostenibili
Grazie alla loro eccellente durezza e resistenza all’usura e alla corrosione, i rivestimenti in cromo duro sono da tempo la scelta preferita per una serie di applicazioni industriali. La produzione di cromo duro, però, richiede l’uso di sostanze tossiche a base di cromo esavalente (Cr6+), che presentano notevoli problemi ambientali e di salute sul lavoro. A causa della loro tossicità, le sostanze a base di Cr6+ sono soggette ad autorizzazione ai sensi del regolamento REACH sulle sostanze chimiche dannose dell’UE. La Commissione europea ha inoltre approvato una proposta che impone alle aziende produttrici di rivestimenti in cromo duro di attuare rigorose procedure di gestione dei rischi, di rivalutare la disponibilità di alternative più sicure e di implementare un materiale sostitutivo il prima possibile. A contribuire a tale transizione è il progetto MOZART, finanziato dall’UE. “Utilizzando i principi della sicurezza e della sostenibilità sin dalla progettazione, abbiamo sviluppato rivestimenti nanocompositi conformi al REACH che possono sostituire i rivestimenti di cromo duro in applicazioni mirate”, spiega Myrto Pelopida, analista aziendale di AXIA Innovation e responsabile della diffusione e dello sfruttamento del progetto.
Alternative durevoli ai nanocompositi
Uno dei risultati più importanti del progetto è lo sviluppo di rivestimenti nanocompositi attraverso l’incorporazione di nanoparticelle nel rivestimento metallico. «Queste nanoparticelle possono migliorare le proprietà dei rivestimenti MOZART per eguagliare o superare le prestazioni dei rivestimenti di cromo duro», spiega Pelopida. Utilizzando elettroliti conformi alla normativa REACH, è stata prodotta su scala pilota una serie di rivestimenti nanocompositi di nichel e carburo di silicio, che hanno mostrato una durezza paragonabile a quella del cromo duro. «Per sviluppare elettroliti conformi alla normativa REACH e incorporare le nanoparticelle nelle linee di placcatura esistenti abbiamo dovuto superare diversi ostacoli tecnici», osserva Pelopida. Per affrontare queste sfide, il progetto ha utilizzato simulazioni guidate dall’intelligenza artificiale, la funzionalizzazione chimica delle nanoparticelle e tecniche avanzate di galvanizzazione. «Grazie al duro lavoro dei nostri partner di progetto, siamo riusciti a ottenere rivestimenti di alta qualità e durata, garantendo al contempo la sicurezza ambientale», aggiunge Pelopida.
Guidare l’innovazione industriale
Seguendo le linee guida per la sicurezza e la sostenibilità sin dalla progettazione, MOZART ha assicurato che le sue soluzioni possono essere utilizzate all’interno degli attuali flussi di lavoro. È inoltre in fase di sviluppo un set di dati di formazione ibrida per aiutare le aziende a passare ai nuovi rivestimenti nanocompositi. «Le nostre soluzioni non solo offrono livelli di durezza e resistenza alla corrosione e all’usura equivalenti a quelli dei rivestimenti a base di cromo duro, ma sono anche compatibili con i processi produttivi esistenti, il che significa che le aziende possono iniziare a utilizzarle oggi stesso», spiega Pelopida. Il team sta attualmente lavorando per ampliare ulteriormente la tecnologia per applicazioni commerciali, monitorandone al contempo la sostenibilità. Inoltre, con il progresso dell’intelligenza artificiale, il progetto sta ampliando l’uso della tecnologia per condurre simulazioni più precise e per perfezionare le formulazioni degli elettroliti in vista di una più ampia diffusione nell’industria. “Stiamo stabilendo un nuovo punto di riferimento per i trattamenti superficiali ecocompatibili, dimostrando come tecnologie avanzate come l’IA, le nanotecnologie e i principi di sicurezza e sostenibilità sin dalla progettazione possano guidare l’innovazione industriale senza compromettere la sicurezza dell’ambiente e dei lavoratori», conclude Pelopida.
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