Realizzare il potenziale inesplorato dei nuovi rivestimenti
I rivestimenti sono utilizzati dal settore aeronautico per migliorare le prestazioni attraverso una maggiore resistenza e una ridotta usura, riducendo l’attacco dovuto alla corrosione, il quale può portare a principi di cricche o a una diminuzione della bagnatura (diffusione di un liquido su una superficie come avviene per l’acqua sul parabrezza). Le leghe metalliche complesse (CMA, Complex metal alloys) costituiscono la base di una nuova classe di rivestimenti il cui potenziale deve ancora essere sfruttato a causa di problemi tecnici con il processo di rivestimento. I CMA rappresentano un’ampia famiglia di composti costituiti da elementi metallici o miscele di metalli con altri elementi. Essi formano strutture cristalline con un numero straordinariamente elevato di atomi per unità di cristallo. A differenza del sale, che ha solo due atomi per cella unitaria (cloruro di sodio), i CMA possono avere fino a migliaia di atomi per unità, creando insolite proprietà fisiche. Infatti, il CMA boruro di magnesio alluminio (AlMgB14), composto da 16 atomi per unità, vanta proprietà di resistenza seconde solo al diamante. Gli scienziati europei hanno sviluppato processi di rivestimento tali da sfruttare il potenziale dei CMA come base di rivestimenti per macchine, attrezzature, stampi e rivestimenti resistenti per i carrelli di atterraggio aereo. I finanziamenti dell’UE del progetto APPLICMA (Development of wear resistant coatings based on complex metallic alloys for functional applications), hanno permesso agli scienziati di rompere la barriera associata all’uso dei CMA per i rivestimenti. Gli scienziati hanno cominciato analizzando campioni di CMA e quindi si sono concentrati su quelli più promettenti per il processo di deposizione dei rivestimenti (deposizione fisica in fase di vapore). A seguito di un’ottimizzazione dei processi, gli scienziati hanno prodotto dei dimostratori, li hanno ricoperti e hanno condotto dei test per confrontare gli strumenti rivestiti con strumenti non rivestiti e metodi convenzionali. I dimostratori hanno incluso trapani, frese, inserti da taglio, stampi, stampi per iniezione, bulloni e una parte di un vero carrello di atterraggio per aereo. Oltre allo sviluppo dei dimostratori, i ricercatori hanno condotto studi approfonditi circa aspetti quali struttura elettronica, rugosità, spessore e microdurezza dei rivestimenti CMA. L’attenzione è stata posta anche sui meccanismi fondamentali delle transizioni di fase nel processo di fabbricazione dei rivestimenti mirati e sul modo in cui ridurre al minimo l’attrito e l’usura del processo di stampaggio. La necessità di materiali ad alte prestazioni con un’elevata resistenza e durata per applicazioni su macro-scala sono elevate. Il progetto APPLICMA ha istituito il processo di rivestimento completo, rendendo disponibili obiettivi in lega compatibili con i processi di deposizione convenzionali, effettuati tramite i tipici dispositivi industriali.
Parole chiave
Rivestimenti, strumenti, produzione, leghe metalliche complesse, carrelli per l’atterraggio degli aerei, APPLICMA