I ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per la tecnologia laser (Fraunhofer ILT) stanno sviluppando un sistema di stampa 3D SLM (SELECTIVE LASER MELTING– FUSIONE DIRETTA METALLI)
a laser verde per la stampa di leghe di rame e rame puro. Il progetto è stato soprannominato “SLM in Green”. La tecnologia SLM, ideata in Germania a metà degli anni ’90, non sinterizza ma fonde le polveri metalliche in una massa solida ed omogenea grazie ad un laser ad altissima potenza, secondo il disegno 3D inserito.

Conosciuto per la sua malleabilità e la composizione tipicamente duttile, il rame è un materiale apparentemente ideale per stampanti 3D che utilizzano metallo. Infatti, questo metallo presenta un livello di conduttività termica secondo solo all’argento e un’elevata conducibilità elettrica rendendolo perfetto per applicazioni industriali. Ma la compatibilità con le stampanti 3D è bassa. Questo perché il rame puro devia gran parte della luce da un laser a infrarossi, piuttosto che sciogliersi grazie ad essa.

“A seconda delle proprietà esteriori, il rame puro riflette fino al 90% della radiazione laser in lunghezze d’onda convenzionali di 1 μm”, spiega Daniel Heussen, ricercatore del gruppo Rapid Manufacturing di Fraunhofer ILT.
Ciò significa che quasi tutta l’energia laser finisce per penetrare nel rame, mentre la luce riflessa può causare danni quando rimbalza. Inoltre, il rame inizia ad assorbire la luce a infrarossi passando da solido a liquido, ma è difficile controllare quando e quando si verifica questa transizione. A meno che, ovviamente, si utilizzi un diverso tipo di laser.
E questo è il pensiero dietro l’ambizioso progetto di “SLM in Green” di Fraunhofer ILT, che vedrà una squadra sviluppare un fascio laser a luce verde che può fondere sia leghe di rame e rame puro.

La chiave, forse, è nel colore del laser. In un laser verde, la lunghezza d’onda è significativamente più lunga, di 515 nm rispetto a 1 μm. Secondo ILT “Questo significa che è necessaria meno potenza laser per un stabilizzare il processo. Inoltre, il raggio laser può essere focalizzato in modo più preciso, consentendo di produrre componenti molto più delicati usando il nuovo processo SLM “.
il completamento del progetto è previsto per la metà del 2019 ed è finanziato dalla Federazione tedesca delle associazioni di ricerca industriale (AiF).