#Working3D: sei domande sulla professione di Ingegnere dei Materiali

La nostra serie di articoli #Working3D analizza le diverse professioni coinvolte nella produzione additiva e questa volta abbiamo deciso di dare uno sguardo a uno dei componenti chiave delle tecnologie 3D: i materiali. Senza materiali non si può stampare e, come sapete, la scelta dei materiali attualmente disponibili è molto ampia e i materiali sono stati al centro di un importante sviluppo negli ultimi anni. Ma chi sono le persone che stanno dietro a questi sviluppi? Per saperne di più sulla professione di Ingegnere dei Materiali (o Material Engineer) e approfondire di cosa si occupa e quali sono le competenze necessarie, abbiamo intervistato Markus Lunzer, Team Lead Materials & Application presso UpNano GmbH.

3DN: Ciao, puoi presentarti?

Ciao! Mi chiamo Markus Lunzer. Ho studiato chimica tecnica all’Università Tecnica di Vienna, con particolare attenzione alla chimica sintetica. Nell’ambito della mia tesi di dottorato, mi sono interessato alla fotopolimerizzazione e agli idrogel. Dopo aver completato gli studi, nel 2019 ho iniziato a lavorare allo sviluppo dei materiali presso l’azienda di stampa 3D a 2 fotoni UpNano GmbH, che all’epoca era appena stata fondata e di cui ora, dopo quattro anni, dirigo il team Materiali e Applicazioni.

3DN: Quando e come hai scoperto la produzione additiva?

Durante il mio Master, ho sintetizzato molecole che, per la loro struttura, erano particolarmente adatte come fotoiniziatori per la polimerizzazione a due fotoni (2PP). Si tratta di una tecnologia di stampa 3D ad alta risoluzione che utilizza un laser pulsato per produrre componenti con risoluzioni inferiori al micrometro. Testando queste molecole su macchine che all’epoca erano ancora sperimentali all’università, mi sono reso conto di quanto fosse entusiasmante questa tecnologia e di quanto potenziale avesse come tecnologia di produzione. Ho quindi deciso di approfondire l’applicazione di questa tecnologia nella mia tesi, mantenendo l’aspetto dello sviluppo dei materiali. Ho lavorato sugli idrogel per la ricerca biomedica, che possono essere tagliati ad altissima risoluzione con il 2PP, ad esempio per creare microcanali o esporre localmente gruppi chimici reattivi.

Lo svantaggio dell’alta risoluzione del 2PP, tuttavia, era che era relativamente lento, in quanto un componente di stampa era costruito da molti piccoli voxel. In questo periodo, tuttavia, nell’ambito di un progetto di ricerca dell’Università Tecnica di Vienna, è stato sviluppato un prototipo di sistema 2PP molto più veloce. Questa macchina ha portato alla creazione di UpNano GmbH. Improvvisamente è stato possibile stampare molto più velocemente e quindi raggiungere dimensioni inimmaginabili per questa tecnologia, ovvero sotto il centimetro.

La polimerizzazione a due fotoni rende possibile la stampa 3D di componenti su scala submicronica (foto: Rainer Fehringer)

3DN: Qual è il tuo ruolo attuale presso UpNano? Come si svolge la tua giornata tipo?

Gestisco il team dei materiali e delle applicazioni di UpNano, con il quale sviluppiamo nuovi materiali e processi applicativi per la stampa 3D e realizziamo studi di fattibilità in collaborazione con potenziali clienti. Un’altra attività importante è la produzione e il controllo qualità del portafoglio di materiali esistenti. Poiché lavoriamo in un settore altamente tecnologico, c’è anche molta interazione con i clienti e gli utenti e, poiché i nostri clienti sono sparsi in tutto il mondo, questo comporta anche viaggi interessanti.

3DN: Quali sono le conoscenze ed esperienze necessarie per lavorare come Ingegnere dei Materiali?

Le applicazioni della nostra tecnologia 2PP sono estremamente interessanti e coprono molti campi scientifici e tecnici diversi. Abbiamo clienti che stampano dispositivi microfluidici integrati per la fecondazione in vitro, altri che realizzano micro-ottica o minuscoli componenti per dispositivi medici e altri ancora che lavorano con gli idrogel su colture cellulari 3D per la ricerca farmaceutica. Posso dire di poter utilizzare nel mio lavoro le conoscenze di tutti questi campi che ho appreso nel corso dei miei studi approfonditi. Ci sono clienti per i quali è importante avere materiali di stampa con determinate caratteristiche, come ad esempio proprietà meccaniche definite. Altri hanno bisogno di materiali il più possibile incolori, oppure vogliono componenti in ceramica o vetro alla fine del processo di produzione. Tutto ciò richiede una conoscenza approfondita non solo della produzione dei materiali, ma anche dell’analisi e della metrologia.

Markus Lunzer e il suo team lavorano con i clienti per sviluppare nuovi materiali di stampa 3D e processi di applicazione (foto: UpNano)

Molti dei nostri clienti sono anche ricercatori di alto livello del mondo accademico. Stiamo lavorando su una tecnologia altamente innovativa che sta ricevendo una grande attenzione da parte dei ricercatori. È quindi importante tenersi aggiornati sugli attuali sviluppi scientifici nel campo del 2PP. Il nostro team è coinvolto in una serie di progetti di ricerca interessanti e di grande attualità, che spaziano dalla ricerca sul cancro alle tecniche di produzione ad alta precisione e all’ingegneria biomedica. Le pubblicazioni scientifiche ci permettono di comunicare la forza della nostra tecnologia a un pubblico più vasto e di dimostrare il potenziale del 2PP.

3DN: Quali sono le sfide principali del tuo lavoro?

L’obiettivo è sempre quello di sviluppare una soluzione affidabile e universale a un problema, perché vogliamo offrire un processo solido per la produzione industriale. Spesso le sfide emergono solo in una fase avanzata dello sviluppo del prodotto, perché la nostra applicazione è così ampia e copre ordini di grandezza che vanno dai nanometri ai centimetri. Si tratta quindi di riconoscere queste sfide, di identificarne le cause e di porvi rimedio grazie al nostro know-how. Sono molto felice di lavorare con un team di persone estremamente talentuose ed entusiaste. Molte soluzioni vengono trovate in stretta collaborazione con i nostri team di software e hardware: le tre aree dei materiali, del software e dell’hardware sono strettamente collegate nella stampa 3D.

3DN: Quale consiglio daresti a chi vuole intraprendere questa professione?

È sempre bene tenersi aggiornati sulle ultime tendenze e sugli sviluppi più recenti. Ma quando si è appena usciti dalla formazione, a volte è necessario cambiare un po’ la propria mentalità. Nella ricerca, spesso cerchiamo di rendere possibile ciò che inizialmente era quasi impossibile. Questo è molto spesso impressionante e fornisce uno stimolo importante per molti sviluppi successivi. Ma nell’industria si tratta anche di creare soluzioni affidabili e stabili a un problema. Spesso si scopre che la soluzione più semplice non è solo la più efficace, ma anche la più utilizzabile e la più universale.

Riconoscere le sfide, identificare le cause, proporre soluzioni: questo è parte del lavoro quotidiano di un ingegnere dei materiali quando sviluppa nuovi materiali per la stampa 3D (foto: Rainer Fehringer)

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