Aluminium HTA: la nuova lega per le applicazioni ad alte temperature

Aluminium HTA – High Temperature Aluminium – è il nuovo materiale sviluppato dal Centro di Ricerca e Sviluppo di Zare con l’obiettivo di garantire prestazioni elevate anche ad alte temperature. L’ Aluminium HTA fa parte del sistema Allumino-Rame e mantiene inalterate le eccellenti proprietà meccaniche che lo contraddistinguono anche a temperature di 190—200°C.

L’Aluminium HTA è un nuovo materiale che Zare ha sviluppato e parametrizzato nel Centro di Ricerca e Sviluppo interno all’azienda, sfruttando l’esperienza acquisita sui processi additivi. Il materiale fa parte del sistema Allumino-Rame, a differenza delle leghe d’alluminio tradizionalmente utilizzate in ambito additive (es. AlSi10 e AlSi7), o in fusioni, che fanno parte del sistema Alluminio-Silicio.


L'Aluminium HTA è stato sviluppato in modo specifico per le applicazioni ad alte temperature, con l’obiettivo di unire le performance meccaniche delle leghe di alluminio utilizzate con il metodo tradizionale ai vantaggi della tecnologia additiva.
Resiste a temperature fino a 200°C senza decadimento delle proprietà fisiche e meccaniche, garantendo dunque costanza di risultato e affidabilità.

HTA: la nuova lega di alluminio per le applicazioni ad alte temperature

Perché e quando scegliere la lega Aluminium HTA

Le ottime proprietà meccaniche ad alta temperatura sono certamente l’elemento differenziante dell’Aluminium HTA, a queste si aggiungono altre importanti caratteristiche:

  • il materiale mantiene le proprietà meccaniche anche se sottoposto lungamente e continuativamente ad alte temperature e mostra solo un lieve decadimento nei contesti più estremi;
  • può essere utilizzato anche a temperature di 190-200°C, a differenza dei più classici AlSi10 e AlSi7 che invece sopportano temperature fra i 100-150°C;
  • la resistenza allo snervamento e la resistenza ultima specifica che contraddistinguono HTA, soprattutto se paragonato a AlSi10 e AlSi7, consentono di realizzare componenti più leggeri poiché, viste le elevate proprietà del materiale, è possibile ridurre le sezioni resistenti.

Pertanto, l'Aluminium HTA si contraddistingue per la capacità di mantenere inalterate le proprie qualità anche a temperature estremamente elevate, soprattutto se paragonato a leghe tradizionali, come appunto AlSi10 e AlSi7, ma anche a leghe più prestazionali come Scalmalloy.
L’Aluminium HTA ha inoltre proprietà meccaniche analoghe a quelle della lega 2618 tradizionalmente utilizzata nell’ambito delle lavorazioni meccaniche, sia a temperatura ambiente che ad alta temperatura.

Aluminium HTA: la nuova lega di alluminio per le applicazioni ad alte temperature

Utilizzi e settori di applicazione della lega Aluminium HTA

L'Aluminium HTA può essere utilizzato in tutte le applicazioni dove alla leggerezza dei componenti si deve abbinare la resistenza alle alte temperature, pertanto i settori di impiego possibili sono molteplici.

Motorsport, aerospaziale e automotive sono fra le industrie che maggiormente possono beneficiare dei vantaggi offerti dal materiale e dall’additive manufacturing poiché, per questi settori, esistono già numerose casistiche che possono essere sfruttate nella realizzazione additiva.

L'Aluminium HTA si presta alla produzione di piccoli lotti di pezzi funzionali finiti soprattutto in ambito motoristico, esempi di applicazioni in questo campo sono teste motore, cilindri, pistoni e turbine di turbocompressori. Anche l’idraulica può apprezzare le caratteristiche del materiale in tutte quelle applicazioni dove le temperature superano i 100-120°C in continuità.

HTA: la nuova lega di alluminio per le applicazioni ad alte temperature

Additive Manufacturing con la lega Aluminium HTA: i vantaggi per il progettista

La possibilità di utilizzare un alluminio resistente alle alte temperature con le tecnologie additive, laddove altri tipi di alluminio tendono a ricadere in termini di performance meccaniche, apre nuove possibilità per i progettisti meccanici in industrie e indotti di altissima complessità; l’uso dell' Aluminium HTA consente infatti di mantenere la funzionalità del componente variando e sfruttando i vantaggi tecnologici, soprattutto lato design, che l’additivo può offrire.

Anche le produzioni on-demand, che spesso si trovano a dover affrontare difficoltà di approvvigionamento della materia prima, possono trovare vantaggio nella nuova lega Aluminium HTA.
L’uso combinato di Aluminium HTA e tecnologia additiva, con la versatilità e la rapidità che la contraddistinguono, permette infatti di affrontare e risolvere le complessità legate alle produzioni on-demand e, più in generale, quelle tipiche dei settori che richiedono prestazioni estreme.

Scegliere l’additivo, soprattutto per l’uso con materiali ad alte caratteristiche meccaniche come l’Aluminium HTA appena sviluppato dal Centro di Ricerca e Sviluppo di Zare, permette ai progettisti di disegnare con una libertà in precedenza impensabile, estremizzando le forme e diminuendo le lavorazioni meccaniche. La filiera si accorcia così come i tempi per ottenere il prodotto funzionale e definitivo.

HTA: la nuova lega di alluminio per le applicazioni ad alte temperature

In modo più specifico, i vantaggi per il progettista nell’uso dell’Aluminium HTA per le produzioni in additivo sono:

  • le proprietà meccaniche superiori sia a temperatura ambiente che ad alta temperatura;
  • la completa libertà che il materiale offre per geometrie, forme complesse e spessori nel progettare il manufatto. Com’è noto, ad esempio, le fusioni del sistema Alluminio-Rame presentano dei limiti inferiori per gli spessori delle pareti che obbligano a progettare tenendo in considerazione uno spessore minimo di almeno 2 millimetri, grazie alla tecnologia additiva invece, ci si può spingere oltre, fino ad ottenere spessori molto sottili, anche dell’ordine di 1/1,5 millimetri.
  • La leggerezza dei manufatti: lo spessore parete molto sottile di cui sopra, unito alle ottime proprietà meccaniche mantenute anche ad alte temperature, consente di ottenere un prodotto finito molto più leggero.


HTA: la nuova lega di alluminio per le applicazioni ad alte temperature

Un esempio di applicazione d’uso delle tecnologie additive impiegando la lega Aluminium HTA

Un esempio di applicazione della lega Aluminium HTA è la realizzazione di teste motore.
Di norma, le teste motore sono prodotte tramite fusione usando AlSi7, materiale che, ad alte temperature di esercizio (oltre i 150°C), presenta un decadimento delle proprietà meccaniche: il progettista deve quindi in questo contesto progettare spessori notevoli per contrastare gli effetti del decadimento.

L’ Aluminium HTA può essere applicato efficacemente per le teste motore poiché, rispetto alle altre leghe solitamente utilizzate, le proprietà rimangono sostanzialmente invariate fino a temperature di 200°C, il manufatto può dunque avere sezioni molto più sottili ed una temperatura di esercizio maggiore rimanendo comunque affidabile.