I Ricercatori Puntano a Migliorare la Stampa 3D con la Tecnologia a Microonde
Un team del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ha sviluppato un nuovo processo di stampa 3D chiamato Microwave Volumetric Additive Manufacturing (MVAM), che sfrutta l’energia delle microonde per polimerizzare i materiali, offrendo la possibilità di lavorare con una gamma di materiali più ampia rispetto a prima.
Tradizionalmente, i processi di stampa 3D basati sulla luce, come la litografia assiale computerizzata (CAL), possono produrre rapidamente strutture complesse, ma sono limitati all’uso di resine trasparenti. Il nuovo approccio MVAM, invece, consente la lavorazione di materiali opachi e riempiti, ampliando notevolmente le potenzialità della stampa 3D.
L’Innovazione di MVAM
Saptarshi Mukherjee, ricercatore senior presso LLNL, ha dichiarato: “Credo che questa tecnologia cambierà il modo in cui la gente vede la produzione additiva. In molte applicazioni – dall’aerospaziale all’automobilistico, fino al nucleare – le geometrie richieste sono semplici ma di grandi dimensioni, e necessitano di una prototipazione rapida. MVAM ci permette di immaginare la realizzazione di geometrie grandi e complesse su larga scala, utilizzando le microonde.”
Per migliorare l’efficienza di questo processo, i ricercatori hanno sviluppato un modello multifase in grado di simulare l’interazione delle microonde con diversi materiali, permettendo un controllo preciso dell’apporto di energia e del tempo di indurimento. Negli esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che resine che normalmente richiederebbero circa due minuti e mezzo per indurirsi possono essere lavorate in soli sei secondi utilizzando una potenza di un kilowatt.
Verso Nuove Applicazioni nella Stampa 3D
Maxim Shusteff, coautore e co-inventore dell’approccio CAL basato sulla luce visibile, ha affermato: “L’AM volumetrico a microonde apre nuove prospettive nella stampa 3D, permettendo l’uso di materiali opachi e riempiti che finora rappresentavano una sfida. Questo approccio può portare alla produzione di parti di grandi dimensioni con proprietà dei materiali migliorate.”
Oltre a una maggiore velocità di produzione, MVAM permette la realizzazione di componenti con funzioni integrate, come sensori o percorsi conduttivi, aumentando la versatilità del processo. Questa tecnologia ha il potenziale di trasformare radicalmente settori come quello aerospaziale e medico. I ricercatori stanno attualmente lavorando per rendere il processo più conveniente, con l’obiettivo di renderlo attraente per le applicazioni industriali.
Johanna Schwartz, ricercatrice co-principale e leader del team di chimica, ha affermato: “Abbiamo un’opportunità unica di ridefinire ciò che è ‘stampabile’ e di esplorare nuove composizioni chimiche che prima non erano possibili con i sistemi basati sulla luce. Si tratta di un campo completamente nuovo nella stampa 3D, e i nostri progressi sono davvero entusiasmanti.”
Mukherjee ha concluso: “Stiamo esplorando la possibilità di progettare o costruire noi stessi alcuni dei circuiti o hardware necessari per ridurre i costi e dimostrare che il concetto funziona, in modo da attirare investimenti per lo sviluppo su larga scala di questa tecnologia.”
