Il contesto e il finanziamento ricevuto
Il Rau’s Additive Manufacturing Lab (RAM Lab), guidato dal prof. Daniel Rau presso l’University of Wyoming, ha ottenuto una sovvenzione di 198 932 USD dalla National Science Foundation (NSF) per avviare un progetto intitolato “Improving the Vat Photopolymerization 3D‑Printing of Soft Elastomers Through a Deeper Understanding of Process Dynamics“. L’obiettivo è affrontare un limite consolidato nell’additive manufacturing: la difficoltà di produrre oggetti morbidi, elastici e funzionali, come gli elastomeri, anziché oggetti duri e fragili.
Tecnologia e approccio tecnico innovativo
Il RAM Lab si concentra sulla fotopolimerizzazione in vasca (vat photopolymerization), una tecnica che solidifica resine liquide tramite radiazione UV. L’approccio del laboratorio mira a comprendere come avvenga il passaggio dallo stato liquido allo stato solido nei materiali estremamente morbidi, utilizzando due metodi d’eccellenza:
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Fotorreologia (photorheology): per analizzare le variazioni di viscosità durante la solidificazione.
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Spettroscopia di correlazione dei fotoni X (X-ray Photon Correlation Spectroscopy – XPCS): realizzata in collaborazione con il Brookhaven National Laboratory, sfruttando il loro sincrotrone di 2,5 km per indagare localmente le dinamiche di reticolazione del materiale.
Da questa ricerca nascerà un vero e proprio “cookbook” di ricette di processo, strumenti utili per adattare la stampa 3D a materiali morbidi con elevata stabilità.
Implicazioni potenziali e applicazioni pratiche
Le applicazioni di questa tecnologia sono molteplici e impattano settori critici:
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Biomedicale: per la produzione di protesi morbide, dispositivi indossabili o componenti impiantabili.
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Sport e sicurezza: ad esempio, caschi da football con strutture interne morbide che assorbono impatti.
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Le strutture creative “truss” possibili con la stampa 3D possono ottimizzare sia materiali che performance.
Rilevanza del progetto nell’ambito della ricerca additiva
L’importanza del lavoro di Rau risiede nel principio stesso dell’AM: offrire geometrie complesse e personalizzate. Superare la stampa esclusivamente su materiali rigidi è un passo determinante verso applicazioni più sofisticate, soprattutto in ambiti dove la compliant mechanics è cruciale
