{"id":17067,"date":"2024-12-30T15:00:47","date_gmt":"2024-12-30T14:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=17067"},"modified":"2024-12-26T13:03:53","modified_gmt":"2024-12-26T12:03:53","slug":"materiale-cambia-proprieta-stampa-3d-301220249","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/materiale-cambia-proprieta-stampa-3d-301220249\/","title":{"rendered":"Rigido o elastico? Il materiale plastico che cambia propriet\u00e0 grazie alla stampa 3D"},"content":{"rendered":"

Da qualche anno numerose ricerche condotte dalle universit\u00e0<\/a> si stanno concentrando sempre pi\u00f9 sullo sviluppo di materiali multifunzionali attraverso la produzione additiva. Nel settore medicale<\/a>, ad esempio, \u00e8 fondamentale disporre di tessuti che favoriscano la rigenerazione di organi<\/a> o tessuti ossei<\/a>, cos\u00ec come la progettazione di dispositivi biomedici avanzati<\/a>. Allo stesso modo, anche in altri campi, si lavora per creare nuove architetture stampabili in 3D che possano avere una molteplicit\u00e0 di applicazioni.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

A conferma di ci\u00f2, Alice Fergerson e il team di ingegneri della Princeton University, sotto la direzione di Emily Davidson, hanno sviluppato un materiale plastico capace di adattarsi a diversi livelli di flessibilit\u00e0. Si tratta di un tessuto composto da una classe di polimeri conosciuti come elastomeri termoplastici<\/a>, TPEs, utili per progettare e produrre delle strutture morbide stampate in 3D aventi rigidit\u00e0 regolabile. Gli ingegneri, grazie all\u2019uso della stampa 3D, hanno controllato le propriet\u00e0 fisiche di questo particolare materiale plastico in modo che il tessuto possa da una parte allungarsi e flettersi ripetutamente in una direzione pur rimanendo rigido in un’altra.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\"materiale<\/p>\n

Le caratteristiche del materiale plastico<\/span><\/h3>\n

L’elastomero termoplastico, scelto dal team di ingegneri della Princeton University, \u00e8 un copolimero a blocchi che pu\u00f2 essere modellato come un polimero fuso. Una volta raffreddato, questo si solidifica in una struttura elastica. Questo accade perch\u00e9 le diverse componenti interne del copolimero, costituite da omopolimeri, si comportano come olio e acqua, separandosi anzich\u00e9 mescolarsi. I ricercatori hanno sfruttato questa caratteristica per ottenere un materiale con cilindri rigidi distribuiti all’interno di una matrice elastica. In questo modo il materiale risulta essere flessibile senza perdere le sue propriet\u00e0 interne.<\/span><\/p>\n

Le strutture cilindriche rigide di questo materiale plastico hanno uno spessore di 5-7 nanometri e, come precedentemente affermato, \u00a0vengono immerse in una matrice polimerica elastica. Per comprendere meglio le dimensioni di queste strutture \u00e8 utile fornire due esempi: un capello umano \u00e8 spesso circa <\/span>90.000 nanometri, mentre il diametro dell\u2019elica del DNA \u00e8 lungo circa 1 nanometro. <\/span>I ricercatori hanno inoltre studiato come la velocit\u00e0 di stampa e l\u2019estrusione controllata di materiale possano essere sfruttate per regolare le propriet\u00e0 fisiche del materiale stampato. Infatti, grazie alla stampa 3D, i cilindri possono essere orientati a livello nanometrico, creando un materiale che consente una rigidit\u00e0 localizzata, mantenendo le altre parti morbide ed elastiche. Questo \u00e8 possibile perch\u00e9 i cilindri di polimeri possono essere orientati in diverse direzioni all’interno dello stesso oggetto. <\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Le sue propriet\u00e0 autoriparative<\/h3>\n

La parte pi\u00f9 sensazionale di questo processo \u00e8 legata alla ricottura del materiale plastico e alle sue propriet\u00e0 \u00e0 autoriparative. Alice\u00a0 Fergerson<\/span> ha spiegato come la ricottura termica migliori drasticamente le propriet\u00e0 dopo la stampa. Questo processo consente agli oggetti stampati in laboratorio di essere riutilizzabili pi\u00f9 volte e persino di autoripararsi se si danneggiano o si rompono.<\/span> Per comprendere meglio le propriet\u00e0 autoriparative, i<\/span> ricercatori hanno tagliato un campione flessibile del materiale plastico stampato e lo hanno riparato attraverso la ricottura. Secondo gli studi, il materiale riparato non mostra alcuna differenza significativa rispetto a quello originale.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Davidson sottolinea che materiali simili, utilizzati in altri contesti, sono molto costosi e richiedono lavorazioni complesse, come un’estrusione attentamente controllata seguita da un trattamento con luce ultravioletta. Il costo del materiale \u00e8 all’incirca di 2,50 dollari al grammo. Al contrario, il vantaggio di questo progetto \u00e8 che gli elastomeri termoplastici impiegati nel suo laboratorio costano circa un centesimo al grammo e possono essere stampati utilizzando stampanti 3D commerciali. Il che rende questo materiale non solo accessibile per il prezzo, ma anche per le soluzioni di stampa. <\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\"materiale<\/p>\n

Uno degli obiettivi principali del progetto \u00e8 stato creare materiali morbidi con propriet\u00e0 meccaniche regolabili localmente, adottando un approccio economicamente vantaggioso e facilmente scalabile per l’industria. Emily Davidson ritiene che questa metodologia per progettare materiali morbidi avanzati possa trovare applicazione in vari ambiti, tra cui robotica morbida, dispositivi medici, protesi, caschi leggeri e resistenti, e suole per scarpe ad alte prestazioni personalizzate. Il prossimo passo del team di ricerca sar\u00e0 sviluppare nuove architetture stampabili in 3D, compatibili con applicazioni innovative come l\u2019elettronica indossabile e i dispositivi <\/span>biomedici.<\/span> \u00a0<\/span>L’innovativo materiale sviluppato dai ricercatori della Princeton University rappresenta un notevole passo avanti nel campo della produzione additiva e dei materiali multifunzionali, aprendo la strada a nuove architetture stampabili.<\/p>\n

Cosa ne pensi di questo materiale dalle propriet\u00e0 flessibili? <\/span>Faccelo sapere lasciando un commento qui sotto o sui nostri canali social\u00a0<\/span>Facebook<\/span><\/a>,<\/span><\/a>\u00a0<\/span>LinkedIn<\/span><\/a>\u00a0e\u00a0<\/span>YouTube<\/span><\/a>! Non dimenticare di iscriverti alla nostra\u00a0<\/span>newsletter settimanale<\/span><\/a>\u00a0per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella casella di posta!<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

*Crediti fotografici: Princeton\u00a0<\/span>Engineering<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Da qualche anno numerose ricerche condotte dalle universit\u00e0 si stanno concentrando sempre pi\u00f9 sullo sviluppo di materiali multifunzionali attraverso la produzione additiva. 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