Il nuovo sistema ECAM è una stampante 3D in metallo basata sulla elettrochimica a basso costo
Un gruppo di ricerca dell’Imperial College di Londra, ha sviluppato un nuovo processo a basso costo per la stampa 3D in metallo. La tecnica innovativa, chiamata Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM), utilizza la tecnologia di galvanizzazione per costruire oggetti metallici in modo economico.
Il nuovo processo è stato recentemente pubblicato nella rivista Advanced Materials Technologies sotto il titolo di “A Low Cost Desktop Electrochemical 3D Stampante 3D”. Il sistema AM è stato sviluppato dagli ingegneri Billy Wu, Xiaolong Chen, Xinhua Liu, Peter Childs e Nigel Brandon.
I ricercatori dicono che sono stati incoraggiati a sviluppare la stampante 3D in metallo in gran parte a causa degli elevati costi di stampa 3D in metallo. Mentre la FDM e la maggior parte delle tecnologie di stampa 3D a base di polimeri hanno una gamma di sistemi abbordabili, la stampa 3D in metallo è rimasta una tecnologia costosa.
I prezzi elevati, dettati dai costi materiali e dai costosi sistemi laser e dalla necessità di gas come Argon, significa che la stampa in metallo 3D è stata limitata agliusi industriali di alto livello nell’industria medica, aerospaziale e automobilistica, per citarne alcuni .
ECAM, la nuova tecnologia sviluppata dalla squadra dell’ Imperial College London, potrebbe offrire una piattaforma di stampa 3D più accessibile rispetto ai sistemi attualmente esistenti.
Invece di utilizzare un laser per la fusione e la sinterizzazione di polveri metalliche, ECAM impiega un sistema di elettroplatura, un processo tradizionalmente utilizzato nella placcatura dei gioielli in oro, per costruire parti metalliche strato per strato.
Il dottor Billy Wu spiega ulteriormente il processo, dicendo: “Qui, gli ioni metallici in una soluzione, ad esempio gli ioni Cu2 + in solfato di rame, vengono ridotti nei loro componenti elementari attraverso l’applicazione di un potenziale esterno”.
“Nella nostra stampante 3D elettrochimica la soluzione ionica viene caricata in una siringa e si forma un menisco tra un ugello e una piastra conduttrice. Viene quindi applicato un potenziale per depositare il metallo e la testa di stampa viene spostata. Questo processo viene continuato fino a creare un oggetto 3D “, continua.
In altre parole, la stampante ECAM 3D crea parti metalliche utilizzando una soluzione di ioni di metallo come materiale e un substrato conduttivo come superficie di costruzione. L’ugello deposita la soluzione di ioni di metallo in minuscole gocce sul substrato conduttivo che provoca la riduzione elettrochimica degli ioni metallici.
Secondo il team di ricerca, questo nuovo metodo offre numerosi vantaggi. Innanzitutto, è meno costoso rispetto ai sistemi AM basati su laser e su gas. In secondo luogo, la tecnologia può essere utilizzata per le strutture di stampa 3D da una gamma di materiali e leghe diversi “in condizioni ambientali senza danni termici”.
In terzo luogo, il processo ECAM può essere utilizzato anche come metodo di fabbricazione sottrattiva attraverso l’inversione del potenziale. Questo significa che il processo può trasformare il metallo stampato in una soluzione attraverso la dissoluzione elettrochimica che consente di riciclare e riutilizzare materiali metallici .
In quarto luogo, i ricercatori affermano che il processo di stampa 3D di ECAM può essere adattato per incorporare teste di stampa multiple che consentano la stampa 3D in metallo multiformato. L’unico inconveniente attuale della tecnologia, tuttavia, è che è abbastanza lento.
Anche se non è esattamente chiaro quando o se la tecnologia diventerà commercialmente disponibile, Wu dice che la tecnologia di stampa in metallo 3D “ha il potenziale di aprire nuove possibilità di progettazione e di essere un metodo produttivo di distribuzione in futuro”.
