Materiali hi-tech: ENEA ha realizzato un braciere per stufe a pellet con ceramica hi-tech

Recentemente abbiamo parlato più volte di come la ricerca si stia orientando sulla creazione di nuovi materiali hi-tech partendo da componenti abbondanti ed economiche, ottimizzando il processo produttivo tramite l'utilizzo di stampanti 3D.

É questo il caso del nuovo braciere per stufe a pellet messo a punto dall'ENEA e basato sulla tialite, un materiale ceramico ampiamente noto per la sua capacità di raggiungere e sopportare temperature estremamente elevate senza subire alterazioni.

Diversi studi ne aveva infatti individuato e reso note le qualità, a partire da "Synthesis of Tialite Ceramics Using the Method of Heterogenous Precipitation" [2000], "A comparison study of tialite ceramics doped with various oxide materials and tialite–mullite composites: microstructural, thermal and mechanical properties" [2005], al recente "Remarkable Structural Modifications of Tialite Solid Solutions Obtained by Different Methods" [2022].

Il braciere potrebbe essere adottato al posto dei classici in ghisa, non solo per applicazioni domestiche, ma anche per impianti di grandi dimensioni, come i gassificatori.

Il team ENEA ha sviluppato una pasta ceramica a base acquosa, ottimizzata per ridurre al minimo l'utilizzo di additivi organici e renderla compatibile con la tecnologia di stampa 3D.

Il disegno CAD del braciere è stato poi fornito dall'azienda partner del progetto, la Palazzetti Lelio S.p.a., specializzata in sistemi di riscaldamento domestico a biomassa legnosa, che ha anche testato il componente in condizioni reali di esercizio, ovvero una stufa a pellet.

"Questo progetto ci ha consentito di mettere a punto processi, materiali e tecnologie all'avanguardia che potremo applicare per progettare e realizzare nuovi componenti dalle forme complesse e dalle elevate proprietà chimico-fisiche e termomeccaniche, come ad esempio bruciatori e microturbine per la produzione di energia, ma anche per i settori automotive e aerospazio", ha dichiarato Alessandra Strafella, ricercatrice del Laboratorio ENEA di Tecnologie dei Materiali Faenza.

Tra gli obiettivi vi è quello di ridurre i costi di produzione di componenti in ceramica hi-tech, ad oggi l'unico ostacolo per la loro diffusione su larga scala, limite che l'utilizzo della stampa 3D potrebbe risolvere:

"Nel nostro laboratorio siamo riusciti a superare questo limite grazie alla stampa 3D, che permette di ottenere componenti dalla geometria complessa minimizzando la quantità di materiale necessario per la formatura, le lavorazioni meccaniche post-processo, i tempi di realizzazione e, infine, il consumo di energia in quanto la produzione del componente avviene a temperatura ambiente, rendendo l'intero processo altamente sostenibile" ha affermato Strafella.