Nuova tecnologia 3D dall’UC Berkeley: una piattaforma innovativa per la produzione di antenne
Un team di ricercatori dell’Università della California, Berkeley, ha sviluppato una nuova piattaforma di stampa 3D basata sulla tecnologia CPD (“Stampa 3D multi-materiale a carica programmata”). Questa soluzione consente di realizzare antenne combinando materiali conduttivi e dielettrici in un unico processo, aprendo la strada a progetti più leggeri e a numerose applicazioni innovative nei settori delle telecomunicazioni, dei viaggi spaziali e della tecnologia medica.
La tecnologia CPD: un approccio rivoluzionario
La tecnologia CPD, descritta di recente su Nature Communications, permette di superare i limiti dei tradizionali processi di produzione additiva. Utilizzando una stampante 3D desktop, il metodo sfrutta la deposizione catalitica per combinare fasi conduttive e non conduttive. Gli ioni metallici vengono depositati con precisione all’interno delle strutture polimeriche, rendendo possibile l’integrazione di materiali come rame, semiconduttori, nanomateriali e polimeri ad alta temperatura come il Kapton.
Secondo Xiaoyu (Rayne) Zheng, professore a capo del progetto, questa tecnologia offre una versatilità progettuale quasi illimitata, riducendo i costi e i consumi energetici rispetto alle stampanti 3D in metallo tradizionali. “La capacità di combinare metalli e polimeri in un unico processo è particolarmente vantaggiosa per applicazioni in ambienti estremi, come lo spazio,” ha spiegato Zheng.
Design innovativo e risparmio di peso
Grazie alla tecnologia CPD, il team ha sviluppato antenne ultraleggere, come quella ad albero frattale 3D, che dimostra l’elevata precisione e la versatilità della nuova piattaforma. Questo approccio elimina la necessità di substrati di supporto pesanti, contribuendo a ridurre il peso complessivo delle strutture.
Un’altra applicazione presentata dal team riguarda un array di trasmettitori a fase gradiente, progettato per generare radiazioni altamente direttive. Yahya Rahmat-Samii, professore presso l’UCLA e coautore dello studio, ha sottolineato come il metodo consenta lo sviluppo di nuovi design basati su modelli computazionali avanzati. “Dai sensori indossabili alle applicazioni mediche, questa tecnologia apre nuove possibilità di innovazione”, ha dichiarato.
Applicazioni pratiche e prospettive future
Le antenne prodotte con la tecnologia CPD trovano applicazione in molteplici settori, tra cui:
Telecomunicazioni: Progetti ottimizzati per reti 5G e 6G.
Spazio: Componenti leggeri per missioni satellitari, come i CubeSat.
Medicina: Sensori flessibili che si adattano alla forma del corpo umano.
Una startup creata dal team sta già lavorando allo sviluppo di sensori medici flessibili, pensati per monitorare parametri vitali in tempo reale. Ad esempio, questi sensori possono essere modellati sulla forma di una mano per garantire una vestibilità ottimale.
Il team di ricerca prevede di espandere ulteriormente la complessità dei design e di ottimizzare la tecnologia per applicazioni specifiche. Il professor Zheng ha concluso affermando che l’integrazione di questa tecnologia nelle stampanti desktop più diffuse la rende accessibile a una vasta gamma di settori industriali e scientifici.
