Una nuova tecnologia potrebbe permettere di realizzare dispositivi medici e parti per auto personalizzate – per non parlare di scarpe che calzano a pennello.
di Katherine Bourzac
Le stampanti 3-D permettono di realizzare oggetti impossibili o troppo costosi per essere realizzati con le convenzionali tecniche di lavorazione.
Queste stampanti, però, lavorano troppo lentamente per essere utilizzate estensivamente nelle fabbriche. La versione odierna di questa tecnologia, infatti, costruisce gli oggetti uno strato alla volta. Si tratta, in sostanza, di un processo di stampa bidimensionale che viene ripetuto più volte, spiega l’ingegnere Joseph DeSimone, fondatore e CEO della Carbon 3D, una startup di Redwood City, in California. La sua società sostiene di aver sviluppato una tecnologia che, in base all’oggetto e al materiale utilizzato, può essere dalle 25 alle 100 volte più veloce rispetto alle attuali tecniche di stampa 3-D.
DeSimonte spera che le stampanti della Carbon 3D trovino impieghi nell’industria aeronautica ed automobilistica per realizzare componenti più resistenti e leggere rispetto a quelle montate oggi, contribuendo quindi a ridurre i consumi di combustibile. Spera addirittura di riuscire a produrre suole per calzature personalizzate in base alle necessità dei clienti individuali, e introdurre stampanti nelle sale operatorie degli ospedali per realizzare stent abbinati alle arterie dei pazienti.
Il processo sviluppato dalla Carbon 3D è la variazione di un metodo denominato stereolitografia, che proietta una luce ultravioletta per catalizzare la formazione di polimeri solidi da una vasca di resina. La stereolitografia è solitamente un processo start-and-stop – l’oggetto stampato aderisce al fondo del recipiente e deve quindi essere rimossa dopo ogni lampo di luce. La ripetizione di questo processo con ogni strato è lenta e porta ad un oggetto finito con delle debolezze meccaniche nei punto in cui gli strati si connettono fra loro.
Nella versione sviluppata dalla Carbon 3D, la resina liquida giace all’interno di un recipiente con una finestrella sul fondo. Questa finestra è permeabile come le lenti a contatto e permette quindi all’ossigeno, oltre che alla luce, di passare attraverso – inibendo la reazione chimica quanto basta per prevenire la solidificazione del polimero sul fondo.
La Carbon 3D può così procedere con una stampa continua degli strati, il che rende l’intero processo più rapido e il materiale risultante più resistente, spiega DeSimone. “È come se qualcosa emergesse lentamente da una pozzanghera”, dice.
Altri ricercatori hanno dimostrato sistemi di stampa che incorporano alcune delle tecniche implementate nei macchinari della Carbon 3D, ed alcuni di questi metodi possono persino stampare particolari con una risoluzione maggiore. DeSimone, che ha fondato la società nel 2013, dispone di $51 milioni in fondi per sviluppare ulteriormente le sue prime stampanti e i materiali polimerici commerciali. Lo scorso marzo, la società è emersa dalla modalità stealth con una pubblicazione su Science, che descrive la tecnologia, ed un accattivante video di un modello della Torre Eiffel che emerge rapidamente da una piccola vaschetta di materiale viscoso (vedi “La stampa 3-D ad alta velocità“)
DeSimone sostiene che rispetto alla maggior parte dei sistemi di stampa 3-D commerciali, sviluppati per ingegneri meccanici, la chimica da lui sviluppata distingue la Cabon 3D. “Vogliamo offrire proprietà materiali mai viste in precedenza”, dice.
Immagine: Un tecnico versa i precursori di un polimero viscoso nella vaschetta di una stampante. La finestra sul fondo, permeabile all’ossigeno, lascia filtrare la luce di un proiettore a ultravioletti sottostante.
