All’interno del progetto europeo AM2SoftMag, un gruppo internazionale di ricercatori ha ideato un nuovo vetro metallico a base di ferro che potrebbe contribuire a realizzare componenti stampati in 3D per la produzione di motori elettrici più efficienti.
All’interno del progetto europeo AM2SoftMag, un team internazionale di ricercatori ha sviluppato una lega di vetro a base di ferro che potrebbe contribuire a realizzare componenti stampati in 3D per la produzione di motori elettrici più efficienti.
Progettata dai ricercatori dell’Università della Saarland (UdS) in Germania, la nuova lega è priva di elementi critici con un impatto sociale significativo, come il cobalto, e di elementi con catene di approvvigionamento instabili, come le terre rare. Inoltre può essere stampata in 3D in uno stato completamente amorfo e con una densità superiore al 92%, conferendogli eccezionali proprietà magnetiche. Recentemente pubblicata su Acta Materialia, la scoperta ha il potenziale per migliorare l’efficienza energetica nel settore dei trasporti elettrici.
I vetri metallici a base di ferro sono noti per le loro eccellenti proprietà magnetiche morbide, che riducono significativamente sia le perdite per correnti parassite, responsabili del riscaldamento indesiderato dei componenti, sia le perdite magnetiche. Tuttavia, la produzione di questi materiali tramite fusione laser a letto di polvere (LPBF) ha tradizionalmente causato un’indesiderata cristallizzazione dovuta ai ripetuti cicli di riscaldamento e raffreddamento durante il processo.
Una lega di vetro composta da ferro, silicio, boro, niobio e nichel
Composta da ferro, silicio, boro, niobio e nichel, la nuova lega dell’Università della Saarland (UdS) presenta una maggiore resistenza alla devetrificazione rispetto ai materiali commerciali attualmente in uso, raggiungendo uno spessore critico fino a 1 millimetro senza cristallizzazione, quasi 10 volte superiore a quello delle alternative commerciali.
La ricerca dell’UdS dimostra che l’utilizzo di una strategia di doppia scansione laser combinata con ritardi temporali controllati consente di produrre componenti con una densità superiore al 92% e una struttura completamente amorfa. Grazie a questa tecnica, i ricercatori hanno anche ottenuto una coercitività magnetica straordinariamente bassa, di soli 44 ampere per metro (A/m). Questi risultati collocano il metodo tra i più efficaci sviluppati finora per questo tipo di materiale lavorato tramite stampa 3D.
La ricerca ha convolto anche l’IMDEA Materials di Madrid, dove i ricercatori del Gruppo di Metallurgia Sostenibile hanno ottimizzato i parametri di produzione LPBF. Il team ha inoltre confermato, tramite diffrazione di raggi X, microscopia elettronica e tomografia a sonda atomica, che gli elementi chimici sono distribuiti in modo completamente casuale all’interno della struttura, garantendo proprietà meccaniche e magnetiche omogenee su tutto il componente.
“Questa nuova lega e il suo processo di lavorazione ottimizzato tramite stampa 3D ci permettono di evitare la cristallizzazione durante la produzione. Il risultato è un materiale con eccellenti proprietà magnetiche che potrebbe, in futuro, contribuire in modo significativo al miglioramento dell’efficienza dei motori elettrici, riducendo sostanzialmente lo spreco energetico complessivo” commenta guidati da María Pérez Prado, una delle autrici della pubblicazione e responsabile del progetto presso l’IMDEA Materials.
Le prossime fasi del consorzio, che coinvolge anche l’Istituto Nazionale di Metrologia e la Technische Universität Berlin, si concentreranno sull’eliminazione dei difetti, sull’ampliamento del processo produttivo e sulla valutazione delle prestazioni di questi nuovi materiali in prototipi reali di rotori e statori per motori elettrici ad alta efficienza.
Foto: Acta Materialia (2026)
