Un progetto del Karlsruher Institut für Technologie punta a integrare più materiali nello stesso componente
Il Karlsruher Institut für Technologie (KIT), attraverso il wbk Institut für Produktionstechnik, presenterà ad Hannover Messe 2026 i risultati del progetto CeraMMAM (Ceramic Multi Material Additive Manufacturing), sviluppato per realizzare componenti ad alte prestazioni combinando più materiali nello stesso processo di stampa 3D. L’obiettivo non è solo produrre parti in ceramica con maggiore precisione, ma arrivare a componenti in cui proprietà meccaniche, elettriche e termiche possano convivere in una stessa architettura funzionale. Il KIT esporrà prototipi e dimostratori dal 20 al 24 aprile 2026 nel proprio stand in Hall 11, Booth B06, all’interno dell’area dedicata a ricerca e trasferimento tecnologico.
Il cuore del progetto è un sistema di binder universale per la produzione additiva multimateriale
Secondo il KIT, il risultato più rilevante di CeraMMAM è lo sviluppo di un sistema di binder universale capace di rendere compatibili materiali differenti durante la costruzione del pezzo. In questo modo il processo non si limita alla stampa di materiali “puri”, ma consente di combinare più ceramiche e, in prospettiva, anche strutture ibride ceramica-metallo. Il binder è composto da polimeri liquidi, additivi funzionali e un sistema fotoiniziatore; dopo la costruzione del componente viene rimosso nelle fasi termiche successive, lasciando spazio alle proprietà finali del materiale. Questo approccio, secondo il team del KIT, consente di superare uno dei limiti storici della manifattura additiva ceramica: la difficoltà di integrare materiali con comportamenti diversi in un unico flusso di processo.
La tecnologia impiegata si basa sulla fotopolimerizzazione in vasca adattata a sospensioni ceramiche e metalliche
La piattaforma utilizza una variante della vat photopolymerization (VPP), processo in cui un materiale fotosensibile viene solidificato strato dopo strato tramite esposizione a una specifica lunghezza d’onda. Nel caso sviluppato al KIT, la resina viene modificata con polveri ceramiche o metalliche fino a ottenere uno slurry omogeneo, fluido o viscoso, che contiene anche il sistema di binder necessario a mantenere coeso il materiale durante la costruzione. Dopo la stampa seguono pulizia, debinding e sinterizzazione. Il vantaggio dichiarato è una combinazione tra alta definizione geometrica, superficie regolare e possibilità di controllare in modo fine la distribuzione locale delle proprietà del pezzo.
Dal multimateriale ceramico alle architetture ibride ceramica-metallo
Nel suo stato attuale, la piattaforma lavora soprattutto con combinazioni ceramica-ceramica, in particolare con sistemi basati su allumina e zirconia, comprese varianti come ATZ (alumina-toughened zirconia) e ZTA (zirconia-toughened alumina). Il KIT spiega che questi materiali sono particolarmente adatti perché presentano comportamenti compatibili nelle fasi termiche successive. Allo stesso tempo, il gruppo di ricerca sta già valutando l’estensione verso componenti ceramica-metallo, come dimostrano i test iniziali con particelle di rame e le ricerche su geometrie con strutture conduttive integrate. Questa direzione è particolarmente interessante per sviluppare parti che combinino isolamento elettrico e conducibilità in zone diverse dello stesso componente.
Le applicazioni industriali vanno dalla meccanica alla sensoristica, fino alla medicina e all’aerospazio
Il KIT indica diversi possibili ambiti applicativi per questa tecnologia. In meccanica si parla di componenti resistenti all’usura; in medicina di impianti ossei e dentali personalizzati; in aerospazio di strutture leggere, resistenti al calore e ad alta robustezza; nell’energia di ceramiche capaci di lavorare in condizioni severe; in elettronica e sensoristica di componenti con proprietà locali differenziate. La stessa documentazione del progetto cita la possibilità di realizzare parti con zone a durezza o porosità controllata e il team del wbk porta come esempio componenti ceramici con interno più flessibile e superficie più dura. Sul fronte delle future integrazioni ceramica-metallo, il KIT collega lo sviluppo a settori come power electronics, tecnologie ad alta frequenza, 5G/6G, sensori miniaturizzati e sistemi connessi per l’automotive.
Una piattaforma pensata per prototipi avanzati e piccole serie
La documentazione tecnica collegata a CeraMMAM indica che la piattaforma è orientata soprattutto alla produzione di componenti piccoli, precisi e multistrato, con volumi utili fino a 40 × 70 mm sul piano XY e 170 mm in altezza, oltre a una risoluzione laterale di 40 × 40 µm. Dopo la sinterizzazione non sarebbero necessari ulteriori passaggi meccanici come fresatura o tornitura, aspetto che può ridurre tempi e complessità nella realizzazione di prototipi funzionali. Il KIT segnala inoltre che il processo può essere parallelizzato sia in fase di stampa sia nelle fasi termiche, caratteristica che apre a una possibile scalabilità economica nel prototyping e nelle piccole serie.
Dietro CeraMMAM c’è anche un percorso di sviluppo impiantistico già avviato negli anni precedenti
Il lavoro presentato nel 2026 non nasce da zero. Il wbk del KIT aveva già comunicato l’entrata in funzione di una Multi-Material VPP-Anlage fornita da Lithoz, descritta come una piattaforma dedicata alla combinazione di materiali differenti nello stesso componente. In quella fase il gruppo indicava come aree di ricerca la combinazione di diverse ceramiche, l’unione di metalli e ceramiche e l’integrazione di piste elettriche in componenti polimerici. Questo precedente aiuta a leggere CeraMMAM non come dimostrazione isolata, ma come passaggio di maturazione di una linea di ricerca più ampia sulla manifattura additiva multimateriale ad alta precisione.
La presenza ad Hannover Messe colloca il progetto in un contesto di trasferimento tecnologico verso l’industria
La scelta di presentare CeraMMAM ad Hannover Messe è coerente con il profilo della manifestazione. La fiera 2026 individua infatti nella Research & Technology Transfer di Hall 11 l’area in cui università, centri di ricerca, startup e imprese mostrano tecnologie vicine all’applicazione industriale. In questo contesto, il progetto del KIT si posiziona come una proposta concreta per la produzione di componenti ad alte prestazioni su misura, con un valore particolare nei casi in cui sia utile integrare in un solo pezzo comportamento strutturale, conduzione, isolamento o resistenza termica. Più che un semplice esercizio di laboratorio, CeraMMAM viene presentato come base per una futura industrializzazione di componenti multimateriale ad alto contenuto funzionale.
