E se la stampa 3D in resina potesse eliminare completamente le strutture di supporto e facilitare la fabbricazione? Questa è la domanda che hanno esplorato i ricercatori della Xiamen University e della University of California, Berkeley. Insieme, hanno sviluppato un nuovo metodo per creare parti da un materiale termoindurente senza fare affidamento su strutture di supporto aggiuntive. Il loro approccio combina Direct Ink Writing con un sistema di polimerizzazione laser. Per dimostrare la loro tecnica, i ricercatori hanno stampato diversi pezzi di prova e le parti sono state in grado di stare in piedi da sole. La domanda successiva è se rimarranno altrettanto durevoli nel tempo.
Sebbene molti utenti apprezzino la precisione della stampa 3D in resina, presenta comunque delle sfide, tra cui lunghi tempi di post-elaborazione che possono rallentare l’intero flusso di lavoro. I supporti devono essere rimossi, le parti devono essere lavate e, se necessario, indurite. Alcuni produttori stanno lavorando per ridurre al minimo questi passaggi, ma questa non è ancora una pratica comune sul mercato e c’è sicuramente spazio per miglioramenti. Inoltre, la creazione di questi supporti non è sempre semplice perché le proprietà del materiale rendono difficile mantenere la stabilità strutturale prima della polimerizzazione. È qui che la nuova ricerca offre un’alternativa promettente.
Questa tecnica usa un laser per solidificare direttamente il materiale
Dezhi Wu, coautore principale dello studio, spiega: “I materiali termoindurenti (come i siliconi) sono ampiamente utilizzati in applicazioni ingegneristiche e infrastrutturali. Tuttavia, i loro processi di stampa 3D richiedono tempi di polimerizzazione prolungati e strutture di supporto complesse per rendere le strutture autoportanti, in quanto si afflosciano e crollano prima di solidificarsi. Gli strumenti di produzione laser nel nostro laboratorio vengono utilizzati per stampare direttamente materiali inchiostro termoindurenti, polimerizzando l’inchiostro all’istante”.
I ricercatori si affidano a un laser che può essere diretto per solidificare il materiale nel momento stesso in cui esce dalla siringa. Questo approccio accelera il processo di stampa poiché la resina viene indurita immediatamente invece di essere immersa in una vasca di resina o aver bisogno di proiettare gocce su una piastra di costruzione. Elimina anche la necessità di strutture di supporto, perché il team è in grado di stampare direttamente “a mezz’aria”.
Un altro vantaggio evidenziato dai ricercatori è che questo processo consente di programmare le proprietà meccaniche ed elettriche dei materiali. Dezhi Wu spiega: “Le proprietà delle strutture 3D stampate sono programmabili. Ad esempio, la rigidità meccanica locale e la conduttività elettrica possono essere regolate dai parametri di stampa in modo che diverse regioni possano essere rese più morbide o più rigide e la loro conduttività possa essere alta o bassa”.
Qualche esempio di componenti stampati in 3D.
Il team ha stampato in 3D diverse strutture per dimostrare il potenziale della loro tecnica, tra cui sensori morbidi, componenti elettronici estensibili e robot magnetici.
Dezhi Wu ha concluso: “Ora abbiamo in programma di costruire una solida piattaforma di stampa 3D per la costruzione di dispositivi morbidi e multifunzionali”. “Espanderemo inoltre la gamm di nchiostro stampabile e studieremo i parametri di stampa ottimali per applicazioni industriali, come elettronica flessibile, chip su organi e così via”. Fino all’arrivo di questi sviluppi, puoi trovare lo studio QUI.
Le stampanti 3D di formato gigante sono la svolta che il settore nucleare stava aspettando? Lascia un commento qui sotto o sui nostri canali Facebook e LinkedIn. Seguici anche iscrivendoti alla nostra Newsletter settimanale e al canale YouTube!
*Crediti di tutte le foto: Nature Electronics / Xiamen University