Schiume metalliche: caratteristiche e processi produttivi

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schiume metalliche

schiume metallicheLe schiume rientrano nella categoria dei materiali cellulari, cioè di quella classe di materiali caratterizzata da basse densità associata a interessanti proprietà meccaniche, fisiche e chimiche. La struttura cellulare è costituita da un metallo solido con buona parte del volume occupata da pori d’aria (o gas), che possono essere chiusi o aperti, portando così alla definizione di schiuma a celle chiuse e  di schiuma a celle aperte. Più precisamente,  si dovrebbe parlare di schiume (foam) quando le celle sono chiuse e non comunicanti e di  spugne (sponge). Di fatto, l’uso comune porta genericamente a considerare “schiume metalliche” le dispersioni uniformi della fase gassosa in un liquido o in solido, con il gas occupa che più del 70% del volume.
Lo studio sulle schiume metalliche è nato in campo aeronautico, grazie a studi su nuovi materiali in grado di unire  leggerezza e resistenza. Lo sviluppo tecnologico successivo, che ha visto la messa a punto di processi produttivi a costi sostenibili, con strutture globalmente più omogenee, ha permesso l’introduzione di questi materiali anche in settori meno ricchi, per quanto la diffusione sia ancora limitata e numerose siano le ricerche portate avanti da Università ed Enti di Ricerca.

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Quali le caratteristiche e i processi produttivi
Partendo dalla classificazione, le schiume possono essere raggruppate  in funzione della loro struttura, definendo così tre macrogruppi: schiume isotrope, anisotrope e ortotrope. Naturalmente ogni gruppo sarà caratterizzato da proprietà, prestazioni e applicazioni differenti. Alla leggerezza, le schiume metalliche uniscono altre interessanti caratteristiche quali la grande capacità di assorbire energia, in particolare con assorbimento di energia di deformazione in spazi ridotti e/o in maniera graduale; ciò rende la schiuma metallica un ottimo materiale di riempimento strutturale, indicato per la realizzazione di componenti collassabili ad alto assorbimento energetico, quali i respingenti ferroviari. Le schiume metalliche hanno minore conduttività rispetto ai materiali metallici che ne hanno dato origine; alcune schiume, ad esempio quelle di Alluminio, hanno ottime caratteristiche fonoassorbenti e di permeabilità ai liquidi e all’aria che le rendono particolarmente interessanti in diversi settori industriali e in edilizia.Le proprietà del materiale sono fortemente influenzate dai processi produttivi, che sono molteplici e che perlopiù sono classificati in base allo stato del metallo di partenza. Sono quindi definite 4 tipologie di processo:

  • da metallo liquido
  • da metallo solido in polvere
  • da deposizione di vapore metallico o composto metallico gassoso
  • da soluzione di ioni metallici

Ogni processo produttivo può essere utilizzato su un limitato gruppo di metalli… continua a leggere

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