Un nuovo documento di ricerca indaga sull’elenco piuttosto lungo di applicazioni per i reticoli stampati in 3D.
I reticoli sono strutture geometriche complesse che a volte vengono chiamate “cellulari”. Questo perché la geometria del reticolo a volte è lo spazio non occupato da “celle” all’interno di un volume.
Nella produzione tradizionale i reticoli sono usati raramente, ad eccezione delle schiume. Le schiume sono effettivamente un tipo di reticolo, ma il problema è che generalmente non sono controllabili e tendono ad essere una struttura uniforme.
Con l’avvento della tecnologia di stampa 3D è diventato possibile controllare letteralmente il design del reticolo, cellula per cellula. Il sofisticato software CAD è ora in grado di generare forme reticolari complesse, inclusi ad esempio gradienti reticolari, in cui le dimensioni delle celle variano in base a una struttura.
Alcuni settori hanno adottato strutture reticolari stampate in 3D come vantaggio strategico. La più notevole è stata l’industria calzaturiera, dove diversi attori sono coinvolti nello sviluppo di intersuole altamente avanzate. Queste intersuole sono in grado di trasmettere energia in modo ottimale attraverso ingegnosi design a reticolo, creando scarpe apparentemente con superpoteri.
Ma per cos’altro puoi usare i reticoli stampati in 3D? Alcuni potrebbero essere ovvi, come le parti alleggerite per l’aerospaziale, dove ogni grammo conta finanziariamente. Si scopre che ci sono molte più potenziali applicazioni.
Un nuovo documento di ricerca discute non meno di 19 diverse aree di applicazione, molte delle quali non mi ero reso conto fossero possibili.
Ecco la loro lista:
Strutture leggere (elevata rigidità specifica; elevata resistenza specifica)
Impianti biomedici (proprietà meccaniche ottimizzate per adattarsi al modulo elastico osseo; buona integrazione ossea, migliorata da dimensioni appropriate dei pori, ampia superficie, permeabilità)
Applicazioni di resistenza agli urti (alto assorbimento di energia; basso stress trasmesso)
Controllo delle vibrazioni (Elevato coefficiente di perdita/smorzamento meccanico; Elevate frequenze specifiche di vibrazione flessionale naturale)
Imballaggio (ad alto assorbimento di energia prima della densificazione)
Assorbimento degli urti (alto assorbimento di energia a velocità di deformazione molto elevate)
Balistica (rientro dinamico basso)
Elettrodi (rapporto superficie/volume elevato)
Catalizzatori (alto rapporto superficie/volume;
alta permeabilità)
Stoppini per tubi di calore (alta permeabilità
Elevate prestazioni capillari)
Isolamento termico (bassa conducibilità termica
Calore specifico basso)
Scambiatore di calore (alta diffusività termica;
Bassa espansione termica differenziale — Espansione limitata; Elevato stress da guasto — Pressione limitata)
Dissipatore di calore (alto trasferimento di calore convettivo; bassa resistenza termica)
Controllo termico, serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno (Conducibilità termica controllata; Elevata superficie)
Galleggiabilità (bassa densità; buona resistenza alla corrosione)
Filtrazione (controllo della dimensione dei pori elevata; connettività dei pori adeguata)
Assorbimento acustico (alto coefficiente di assorbimento acustico)
Cerniere morbide (Meccanismi conformi)
Strutture di supporto e tamponamento nei processi di produzione additiva (bassa densità)
Questo è effettivamente un elenco di applicazioni di stampa 3D, poiché tutti i processi di stampa 3D possono affrontare la geometria richiesta da queste applicazioni.
Si noti che l’elenco parla solo di meccanismi tecnici e non di settori specifici. Il passo successivo è confrontare ogni settore con ciascuna di queste possibili applicazioni per vedere se c’è un vantaggio da ottenere. Ad esempio, immagino che l’aerospazio guadagnerebbe da leggerezza, resistenza agli urti, controllo delle vibrazioni, assorbimento degli urti, isolamento termico, scambiatore di calore, galleggiabilità e altro ancora.
Quali si applicano al tuo settore? È ora di pensarci bene.
Se desideri saperne di più su una di queste applicazioni specifiche, ti incoraggio a leggere questo documento, poiché approfondisce ciascuno di questi argomenti.
