Tutto quello che c’è da sapere sulla stampa 3D del vetro

Nel campo della produzione additiva, il vetro è un materiale raro, ma che può essere lavorato per creare, strato per strato, parti originali. Grazie alla ricerca emergente su questo metodo di produzione, la stampa 3D del vetro sta guadagnando popolarità e sta incoraggiando sempre più aziende a sviluppare le proprie soluzioni. Inoltre, questa tecnologia sta attirando l’attenzione di scienziati e artisti perché offre nuove strade per la produzione di questo materiale. Ecco una guida completa per saperne di più sulla stampa 3D del vetro, le sue caratteristiche, i vantaggi, i limiti e le applicazioni principali.

Il vetro nella stampa 3D

Prima di addentrarci nel processo di produzione vero e proprio, diamo un’occhiata al materiale. Il vetro si trova di solito in natura sotto forma di ossidiana, generata quando la lava vulcanica ad alto contenuto di silice si raffredda rapidamente, senza formare cristalli. Il tipo di vetro che conosciamo comunemente è una scelta molto versatile in termini di colore e proprietà. Infatti, sebbene si parli sempre di vetro in generale, è possibile trovarne diverse varianti. A seconda che si tratti di vetro soda-calce, vetro artistico, vetro cristallino o bottiglie riciclate, la temperatura di produzione può variare leggermente per ottenere i risultati desiderati.

Pezzi creati con stampa 3D del vetro (Credits: Chikara Inamura)

Come in ogni processo di stampa 3D, iniziamo facendo passare il progetto attraverso uno slicer per generare i cosiddetti G-Code. Il vetro viene quindi inserito nella macchina, dove viene fuso fino a raggiungere lo stato di produzione ottimale per essere estruso dall’ugello della stampante. Va notato che, anche se il processo di deposizione strato per strato sia molto simile al noto processo FDM, la lavorazione del vetro richiede temperature di fusione molto elevate. Sebbene dipenda dal tipo di vetro, la temperatura deve essere di circa 1300ºC per poter essere estruso sul piano di stampa.

Durante la produzione, il pezzo all’interno della camera chiusa viene mantenuto a circa 400ºC fino al completamento del processo. A questo punto inizia il lento raffreddamento del modello a temperatura ambiente. Una volta raffreddate, le parti possono richiedere alcune fasi di post-processing, ma di solito sono quasi pronte per l’uso. La stampa 3D del vetro è ancora agli inizi e continua a crescere lentamente, pertanto le configurazioni e le raccomandazioni specifiche per le stampanti possono cambiare con l’espansione della tecnologia.

Vantaggi e applicazioni

Uno dei vantaggi più evidenti della produzione additiva del vetro è il suo grado di riciclo. Il vetro è un materiale che può essere riciclato più e più volte senza alterarne le proprietà. In termini di design, il vetro prodotto in modo additivo consente di creare linee precise, curvature uniche e geometrie interne. Inoltre, il passaggio della luce attraverso il vetro stampato in 3D crea un effetto aurora, diffondendo e riflettendo la luce attraverso le linee e gli strati superficiali.

La stampa 3D del vetro richiede temperature di produzione elevate.

In termini di applicazioni, il vetro stampato in 3D viene utilizzato principalmente per la creazione di oggetti puramente estetici. Essendo un materiale fragile, non è tipicamente utilizzato in settori in cui sono richieste elevate proprietà meccaniche, come la resistenza o la durata. I settori che possono beneficiare maggiormente della stampa 3D del vetro sono l’arte, l’architettura, l’ottica e la gioielleria. Anche la ricerca scientifica è un’altra applicazione in cui la produzione additiva del vetro svolge un ruolo importante. Si tratta di una risorsa sperimentale insostituibile in diversi campi STEM, grazie alle sue proprietà intrinseche e alla necessità di personalizzazione offerta dalla stampa 3D.

Principali produttori

Una delle aziende note per le sue soluzioni di stampa 3D del vetro è Maple Glass Printing, con la sua soluzione Maple 3. Con un volume di produzione massimo di 170 x 200 x 300 mm, questa macchina è in grado di creare parti in vetro ad alta velocità. Inoltre, l’azienda ha sviluppato un dispositivo chiamato Vitri-Glass che trasforma i rifiuti di vetro riciclato e frantumato in bacchette di diametro compreso tra 3,5 e 6 mm da utilizzare con la sua stampante 3D.

Un altro nome da tenere d’occhio in questo mercato è Nobula3D. L’azienda svedese sta lavorando con questa tecnologia ed è in attesa della formalizzazione di un brevetto che le permetterà di lanciare sul mercato la sua stampante 3D desktop per il vetro. Infine, il gruppo di ricerca di Neri Oxman al Massachusetts Institute of Technology (MIT) è stato uno dei primi a studiare questo metodo di produzione. Oggi vende pezzi decorativi stampati in 3D nel suo studio di Evenline. Anche se non hanno ancora commercializzato la loro soluzione, mettono le loro opere in 3D a disposizione del pubblico. Anche se al momento non ci sono molti altri attori che stanno sviluppando questo processo, si spera che la massiccia spinta alla ricerca porti un numero maggiore di attori ad interessarsi a questa tecnologia.

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*Crediti foto di copertina: MIT