DissolvPCB: circuito stampato 3D completamente riciclabile
Un team guidato dall’University of Maryland, in collaborazione con Georgia Tech e University of Notre Dame, ha presentato a UIST 2025 un metodo per realizzare circuiti stampati tridimensionali (PCBAs) interamente riciclabili. La tecnologia, denominata DissolvPCB, sfrutta come substrato un filamento di polivinilalcol (PVA) e come conduttore un lega eutettica di gallio‐indio (EGaIn), consentendo di separare facilmente le componenti elettriche immergendo l’intero circuito in acqua .
Materiali sostenibili e flusso di lavoro
Il processo si basa su due materiali:
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PVA: polimero solubile in acqua, impiegato come dielettrico e struttura portante;
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EGaIn: lega liquida conduttiva, nota per la sua conducibilità elevata e la possibilità di essere recuperata in forma di goccia unica dopo dissoluzione del PVA.
Il workflow prevede:
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Stampa FDM del substrato in PVA sotto forma di strato unico o doppio lato;
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Deposizione manuale o automatizzata di canali di EGaIn lungo le tracce del circuito;
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Inserimento dei componenti elettronici (microcontrollori, sensori, LED, resistenze) in apposite sedi stampate;
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Test elettrico e funzionale del PCBA.
Al termine della vita utile, il circuito viene immerso in acqua tiepida: il PVA si discioglie, i componenti elettronici rimangono intatti e l’EGaIn si riunisce in un’unica sfera metallica, pronta per un nuovo ciclo di stampa (arXiv).
Confronto con le schede FR-4 e valutazione ambientale
A differenza delle tradizionali schede FR-4, che richiedono processi industriali complessi per il riciclo chimico e meccanico, DissolvPCB chiude il ciclo direttamente nei laboratori di prototipazione o makerspace. Un’analisi di Life Cycle Assessment ha dimostrato:
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Riduzione della domanda energetica legata al recupero dei materiali;
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Minore utilizzo di solventi aggressivi;
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Diminuzione del volume di rifiuti elettronici, grazie al riutilizzo integrale di PVA ed EGaIn.
Plugin software per automazione del design
Per semplificare la transizione dai file Gerber tradizionali alla stampa 3D, gli autori hanno sviluppato un plugin per CAD che converte automaticamente i tracciati del circuito in modelli STL pronti alla stampa, definendo spessori e percorsi di guaina dielettrica in PVA. In questo modo, progettisti ed elettronici possono sperimentare iterazioni rapide senza dover riprogettare manualmente la geometria 3D.
Esempi applicativi
Tra i prototipi realizzati per validare DissolvPCB:
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Rivelatore di campo magnetico con microcontrollore ATtiny85, sensore ad effetto Hall e LED di segnalazione;
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Altoparlante Bluetooth con doppio lato di circuiteria, dimostrando la stampa 3D di vie di interconnessione;
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Giocattolo tattile basato su topologia 3D di tracciati elettrici, a dimostrazione della versatilità di design.
