I metalli stampati in 3D sono stati utilizzati dagli anni '80 per produrre una vasta gamma di parti per vari settori. Questi materiali hanno spesso piccoli pori al loro interno (circa decine di micrometri di dimensioni), che possono diventare più grandi quando viene loro applicato un carico, a causa del loro processo di fabbricazione. Il team di ricercatori ha analizzato cosa succede a questi "micro vuoti" quando si applica loro un carico per capire come si fratturano questi metalli duttili (capaci di assorbire energia).

"Per esempio, la maggior parte degli elementi strutturali delle automobili sono realizzati in metallo duttile, in modo che siano in grado di assorbire energia in caso di collisione. Ciò significa che la sicurezza sarà aumentata in caso di incidente stradale. Così, comprendere e prevedere come la frattura duttile dei metalli equivale a ottimizzare la progettazione di strutture ad assorbimento di energia negli impatti in settori industriali critici, "dice uno degli autori dello studio, Guadalupe Vadillo del gruppo di ricerca di Meccanica dei Solidi Non Lineari nel Dipartimento di Meccanica del Continuum e Analisi Strutturale dell'UC3M.

Il suo studio è stato recentemente pubblicato su Giornale Internazionale di Plasticità e ha individuato due meccanismi che causano il cedimento del materiale. in primo luogo, la comparsa e la crescita di micropori che provocano l'ammorbidimento del materiale fino alla rottura, e in secondo luogo, coalescenza, che si verifica quando diversi micropori all'interno del materiale si uniscono e interagiscono tra loro, accelerando la frattura.

"Durante questo lavoro, abbiamo identificato come crescono i micro vuoti o micropori intrinseci nel materiale, si restringono e interagiscono tra loro accelerando o ritardando la frattura di questo materiale, a seconda della viscosità del materiale (quanto velocemente si deforma quando viene applicato un carico), la velocità con cui il carico viene applicato al materiale e il percorso di carico (direzione e altri fattori), "Dice Guadalupe Vadillo.

I progressi in questo campo migliorano la nostra comprensione di come si comportano i metalli duttili stampati in 3D e ci aiuteranno a progettare e produrre parti e componenti più robusti in una varietà di settori. Questi materiali possono essere utilizzati in processi in cui l'assorbimento di energia è importante, come nella fabbricazione di nuove fusoliere nell'industria aerospaziale, diverse parti di automobili nell'industria automobilistica o per lo sviluppo di impianti nell'industria biomedica.