Zortrax ha annunciato con successo il completamento di un progetto finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) che si concentra sull’innovazione nella stampa 4D. La stampa 4D consente la realizzazione di meccanismi attivati elettricamente tramite stampa 3D, che possono eseguire tre tipi di movimento: flessione, torsione e dispiegamento. Utilizzando la stampante Zortrax M300 Dual 3D e un software Z-SUITE modificato, il team di ricerca e sviluppo di Zortrax ha costruito dimostratori che illustrano questa tecnologia.
Negli ultimi anni, Zortrax è stata capocommessa dell’ESA in un progetto volto allo sviluppo di nuove tecnologie di stampa 4D per l’industria spaziale. Con il completamento del progetto, il team di ricerca e sviluppo di Zortrax ha ottenuto importanti progressi nel campo e ora è pronto a condividere i risultati. La stampa 4D aggiunge una quarta dimensione, il tempo, alla stampa 3D tradizionale. Ciò significa che gli oggetti stampati in 4D possono cambiare forma in risposta a determinati stimoli come temperatura, umidità o corrente elettrica. Ad esempio, è possibile realizzare una struttura simile a un origami che rimane piegata a temperatura ambiente, ma si apre quando viene riscaldata.
La stampa 4D ha suscitato grande interesse nell’industria spaziale perché può consentire agli ingegneri e ai progettisti di ridurre il peso delle strutture dispiegabili come antenne, bracci o sensori. Le strutture tradizionali di questo tipo richiedono un meccanismo separato per il dispiegamento, che aggiunge peso e complessità. Zortrax ha lavorato in collaborazione con Astronika, uno dei suoi principali partner nell’industria spaziale, per sviluppare meccanismi di dispiegamento estremamente leggeri. La stampa 4D potrebbe eliminare completamente la necessità di meccanismi di dispiegamento, rendendo le strutture ancora più leggere e compatte.
Nel corso del progetto, Zortrax ha affrontato diverse sfide. Uno dei principali ostacoli era rappresentato dalla necessità di selezionare i materiali giusti. La produzione di meccanismi stampati in 4D richiede materiali con effetto memoria di forma e materiali conduttivi. Zortrax ha sviluppato un filamento a memoria di forma personalizzato con una temperatura di transizione vetrosa di 75 ℃, superiore a qualsiasi altro prodotto disponibile sul mercato. Questo è stato fondamentale per garantire che i meccanismi stampati in 4D non si attivassero accidentalmente durante l’esposizione alla luce solare nello spazio. Inoltre, è stato selezionato un filamento conduttivo chiamato FIBERFORCE NYLFORCE per riscaldare il polimero a memoria di forma nei meccanismi stampati in 4D.
Zortrax ha anche sviluppato un software Z-SUITE modificato e utilizzato la stampante 3D M300 Dual per realizzare i dimostratori di stampa 4D. Durante il progetto, sono stati creati diversi tipi di movimento attivati elettricamente, come flessione, torsione e dispiegamento. I dimostratori hanno mostrato la possibilità di attivare il movimento con la semplice pressione di un pulsante e di controllare la temperatura in punti specifici del meccanismo. Zortrax ha dimostrato che la stampa 4D può essere applicata con successo nello spazio, aprendo la strada a ulteriori sviluppi e miglioramenti.
La stampa 4D offre molte possibilità interessanti per l’industria spaziale e oltre. I meccanismi stampati in 4D potrebbero essere utilizzati per la realizzazione di sensori array monouso o antenne dispiegabili leggere. Inoltre, questi meccanismi possono essere facilmente scalabili e controllabili con precisione, offrendo affidabilità e versatilità. Sebbene ci siano ancora sfide da affrontare prima che la stampa 4D possa essere utilizzata in missioni spaziali effettive, Zortrax ha compiuto importanti progressi e si impegna a continuare a sviluppare questa tecnologia innovativa.
