I ricercatori del MIT discutono l’evoluzione della loro stampante 3D di vetro
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I ricercatori del MIT sono stati tra i primi a stampare il vetro in 3D, creando la macchina G3DP alcuni anni fa per creare strutture di vetro complesse. L’anno scorso, hanno ampliato il progetto con G3DP2, una piattaforma che consentiva loro di stampare il vetro in 3D su scala architettonica. Ora questi ricercatori hanno documentato il loro lavoro su G3DP2 in un documento intitolato ” Produzione additiva di strutture in vetro trasparente”. “
I ricercatori hanno avuto due obiettivi principali nello sviluppo di G3DP2:
Sviluppa una stampante 3D per materie prime di vetro fuso su scala industriale estendendo la ricerca precedentemente condotta al MIT, migliorando le proprietà del materiale e la gamma di prodotti che potrebbero essere prodotti.
Sviluppare una struttura in vetro con stampa 3D su scala architettonica per valutare le capacità pratiche del nuovo sistema in una produzione industriale.
La nuova piattaforma, spiegano, è stata progettata come un assemblaggio verticale in due parti: un modulo termico superiore fisso con un sistema di controllo del riscaldamento a tre zone integrato digitalmente e un modulo di movimento inferiore con un sistema CNC a quattro assi che sposta il piano di stampa.
“In questa architettura, l’energia termica applicata all’impianto di riscaldamento è stata disaccoppiata dal carico meccanico del sistema di movimento”, affermano i ricercatori. “Ciò ha permesso di migliorare la durata di entrambi i sistemi attraverso un’attenta valutazione delle proprietà dei materiali e un’analisi dettagliata delle parti costitutive che supportano ciascun modulo separato. Tuttavia, l’attenzione critica è stata rivolta alla testina di stampa stessa, situata nell’interfaccia tra i moduli e che richiede le massime prestazioni termiche e meccaniche dalla scelta dei materiali. “
I ricercatori descrivono gli aggiornamenti effettuati che hanno trasformato G3DP in G3DP2, una delle stampanti 3D più veloci al mondo, indipendentemente dal materiale. I loro obiettivi erano maggiore velocità e scalabilità, nonché maggiore affidabilità e ripetibilità, e hanno raggiunto tutti e quattro. Sono stati condotti diversi test, iniziando con l’uso di penne per valutare il movimento, passando poi alla stampa 3D reale. I ricercatori discutono su come comprendere e controllare il comportamento del vetro stampato in 3D, nonché le specifiche, l’ingegneria e il controllo della piattaforma.
Una volta completato G3DP2, i ricercatori lo hanno utilizzato per stampare in 3D colonne di vetro alte tre metri per la mostra Lexus “Yet” alla Milano Design Week 2017. Le colonne consistevano in 15 esclusivi componenti in vetro stampato 3D assemblati verticalmente con “silicone sottile” falegnameria e sistemi di post-tensionamento in acciaio per garantire la stabilità verticale. “Ogni colonna conteneva un modulo di illuminazione a LED mobile impostato su un sistema di movimento lineare, con l’intersezione dei raggi di luce in movimento e la morfologia delle strutture di vetro che creavano uno spettacolo di luci bello come oltre a dimostrare le capacità della stampante per vetro 3D del MIT.
“In futuro, combinando i vantaggi di questa tecnologia AM con la moltitudine di proprietà uniche del materiale come la trasparenza, la resistenza e la stabilità chimica, potremmo iniziare a vedere nuovi archetipi di elementi multifunzionali”, concludono i ricercatori. “I tubi di vetro trasparenti ea sezione cava agiscono contemporaneamente come un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC), funzionando contemporaneamente come struttura e vascolarizzazione a scala di costruzione, attraverso il quale i mezzi sintetici e biologici circolano e reagiscono alla luce solare in entrata e temperatura circostante, che regola passivamente l’edificio illuminando lo spazio interno come se fosse una vetrata dinamica, incarnando il passaggio fondamentale nella nozione di vetro in architettura da umano centrico verso una simbiosi tra umano, disumano,
Gli autori del documento includono Chikara Inamura, Michael Stern, Daniel Lizardo, Peter Houk e Neri Oxman.