Produzione di antenne ad alta frequenza migliorata grazie all’Additive Manufacturing
Nella comunicazione moderna non ci sarebbe scambio di informazioni senza un dispositivo chiave: le antenne. Le antenne sono progettate per la trasmissione e la ricezione dei segnali nei sistemi di comunicazione. La loro progettazione e il loro sviluppo, per quanto complessi, continuano ad evolversi per soddisfare le crescenti esigenze delle comunicazioni. Un esempio dei progressi che continuano a essere compiuti è un progetto interdisciplinare della Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV) in Cile. Qui i ricercatori hanno sviluppato un’alternativa meno costosa e sostenibile per la produzione di antenne ad alta frequenza utilizzando l’Additive Manufacturing (AM).
Il progetto si intitola: “Sviluppo di pellet compositi a base di polimeri con particelle e/o ceramica per la produzione di antenne per telecomunicazioni mediante additive manufacturing”. L’obiettivo era quindi quello di ottimizzare un processo di stampa 3D che soddisfacesse tutti i requisiti delle antenne ad alta frequenza. I ricercatori sostengono che, in questo caso particolare, il materiale che ha mostrato le migliori caratteristiche è stato una combinazione di metallo e ceramica sotto forma di pellet.
Componenti di antenne stampate in 3D (Crediti: Dipartimento di Comunicazione Strategica del PUCV).
Additive Manufacturing e pellet per la produzione delle antenne
Uno dei punti salienti di questa ricerca è stata la produzione di pellet con una concentrazione di particelle di metallo e ceramica compresa tra il 70% e il 90%. La dimensione delle particelle era perfetta per l’estrusione e il prodotto finale aveva caratteristiche ideali. Inoltre, il processo proposto dai ricercatori consente di ridurre le perdite di materiale, di ottimizzare i tempi di produzione e di migliorare gli standard di stampa grazie all’uso dell’intelligenza artificiale.
Per verificare la fattibilità del nuovo processo, sono stati stampati prototipi funzionali di sistemi ad alta frequenza con il materiale combinato metallo-ceramica. I prototipi sono stati poi testati per le loro caratteristiche fisico-chimiche ed elettriche. In particolare, sono stati eseguiti studi di debinding e sinterizzazione per garantire la tenuta della struttura durante il processo di rimozione del polimero. Il responsabile del progetto, il dott. Dreidy Vásques, ha spiegato: “La nostra proposta si concentra sullo sviluppo e sull’analisi di questi due tipi di materiali, sulla stampa delle parti, sulla rimozione del polimero e, infine, sull’analisi delle loro proprietà per sviluppare prototipi di antenne”.
Da sinistra a destra, Rodrigo Ruz, ricercatore e studente di Ingegneria dei processi; il dottor Dreidy Vásquez, direttore del progetto; e il dottor Francisco Pizarro, co-direttore del progetto (crediti fotografici: Scuola di Ingegneria chimica).
Dal punto di vista ecologico, il nuovo metodo di produzione consentirebbe il riutilizzo di materiali termoplastici o polimeri, promuovendo così un’economia circolare nella produzione di antenne. Il progetto è stato completato all’inizio di settembre e il brevetto è ora in fase di sviluppo, i ricercatori saranno presto in grado di rivelare tutti i dettagli del loro lavoro.
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