ENEA ha recentemente sviluppato un prototipo di braciere in ceramica per stufe a pellet, grazie alla stampa 3D, che promette di ottimizzare il processo di combustione e ridurre le emissioni inquinanti. Il Laboratorio di Tecnologie dei materiali Faenza ha realizzato il prototipo nell’ambito del programma Proof of Concept (PoC), un’iniziativa volta a incrementare il trasferimento di tecnologie innovative alle imprese e a colmare il divario tra i risultati della ricerca e il loro potenziale utilizzo o commercializzazione.
Il braciere in ceramica 3D riduce le emissioni inquinanti
Alessandra Strafella, ricercatrice del Laboratorio ENEA di Tecnologie dei Materiali Faenza, spiega che il progetto ha permesso di perfezionare processi, materiali e tecnologie all’avanguardia, che potranno essere applicati nella progettazione e realizzazione di nuovi componenti dalle forme complesse e con elevate proprietà chimico-fisiche e termomeccaniche. Questi componenti potrebbero essere utilizzati in vari settori, come ad esempio nella produzione di energia, automotive e aerospazio. Strafella aggiunge che i bracieri sono tra i componenti più studiati per migliorare le prestazioni delle stufe, dato che sono sottoposti a condizioni operative estremamente gravose. Devono possedere notevoli proprietà termomeccaniche per mantenere la loro forma nelle condizioni di utilizzo, come la resistenza agli shock termici, all’usura e all’ossidazione.
I bracieri in ghisa, attualmente più diffusi in commercio, non permettono un aumento significativo della temperatura di esercizio, poiché hanno il limite della temperatura di fusione. I materiali ceramici tecnici offrono un’elevata resistenza termomeccanica, chimica e all’usura, garantendo condizioni di funzionamento più costanti ad alte temperature. Tuttavia, finora gli elevati costi di produzione hanno limitato la loro diffusione su larga scala. Il team ENEA è riuscito a superare questo limite grazie alla stampa 3D, che consente di ottenere componenti dalla geometria complessa, minimizzando la quantità di materiale necessario, le lavorazioni meccaniche post-processo, i tempi di realizzazione e il consumo di energia. Inoltre, la produzione avviene a temperatura ambiente, rendendo l’intero processo altamente sostenibile.
La sperimentazione
Nella prima fase della sperimentazione, il team ha individuato un materiale ceramico avanzato, la tialite (titanato di alluminio), con un’elevata resistenza allo shock termico. Successivamente, è stata sviluppata una pasta ceramica a base acquosa ottimizzata per la stampa 3D. Il disegno CAD del braciere è stato fornito dall’azienda partner Palazzetti Lelio spa, specializzata in sistemi di riscaldamento domestico a biomassa legnosa, che ha anche testato il componente in condizioni reali di esercizio, ossia in una stufa a pellet
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