Lo studio e chi l’ha condotto
Ricercatori della Montanuniversität Leoben (Austria) e del Fraunhofer IKTS (Germania) hanno pubblicato su Open Ceramics una classificazione dettagliata dei difetti che riducono la resistenza meccanica delle ceramiche prodotte con vat photopolymerization (VPP), material jetting (MJT) e material extrusion (MEX). L’obiettivo è uniformare la nomenclatura e collegare ogni difetto alla fase esatta della catena di processo, facilitando diagnosi, confronto tra laboratori e miglioramento dei parametri.
 

Metodo sperimentale e attrezzature
I provini sono stati prodotti e sinterizzati all’IKTS, quindi testati a flessione a quattro punti a Leoben, con analisi al microscopio, SEM e frattografia per risalire all’origine della frattura. Per la VPP è stata impiegata una Lithoz CeraFab 8500; per l’estrusione sono state usate testine Prusa i3 MK3S+ modificate; per il getto di materiale un sistema MMJ sviluppato da AMAREA Technology.
 

Cosa si è trovato (in sintesi operativa)

• Ricorrenze trasversali: pori (morfologia e coalescenza), agglomerati, scarsa adesione interlaminare/delaminazione.

• VPP (DLP): esposizione non ottimale e altezza slurry insufficiente generano “wormhole” (pori allungati che attraversano più layer); pulizia aggressiva (etanolo/ultrasuoni) può sfogliare la “green body”.

• MJT: intasamenti, formazione incoerente di gocce, difetti ai bordi e transizioni perimetro–riempimento introducono concentrazioni di tensione.

• MEX: vuoti tra cordoni e scarsa fusione tra layer dominano; usura ugello → inclusioni metalliche e imprecisioni. L’orientamento di costruzione è critico: pezzi stampati in verticale mostrano fino al −50% di resistenza rispetto all’orizzontale.
   

Perché la frattografia conta (e quando usare la CT)
Gli autori sottolineano la frattografia come strumento efficace/costo-contenuto per identificare morfologia e origine dei difetti; la tomografia computerizzata in-situ è in progresso, ma oggi può non risolvere i difetti più piccoli nelle ceramiche dense. Studi recenti mostrano passi avanti nella CT in-situ ad alta temperatura durante debinding/sinterizzazione, utili a vedere l’evoluzione dei difetti nel tempo.
 

Implicazioni pratiche per qualità e standard
Lo studio propone una tassonomia che mappa i difetti alle fasi di slicing, preparazione slurry/ink, formazione layer, shaping, cleaning, handling, contaminazione e usura macchine, contribuendo all’allineamento con EN ISO/ASTM 52900:2021 e linee guida VDI 3405. Per chi progetta componenti fragili (biomedica, aerospazio, microfluidica), significa considerare specifiche “distribuzioni di difetti” per ogni processo AM: VPP ≠ MJT ≠ MEX, anche con polveri identiche.
 

Collegamenti industriali: ecosistema e strumenti
Il lavoro si inserisce in un ecosistema in cui Lithoz fornisce piattaforme VPP (CeraFab 8500 e famiglia) e strumenti di monitoraggio (es. CeraVision), mentre l’IKTS opera sull’intera filiera additiva per ceramiche; Leoben è attiva su metodi di prova dedicati (CharAM, provini ad hoc) per correlare geometrie AM e dati di resistenza.