I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato una pompa per vuoto miniaturizzata utilizzando la stampa 3D multi-materiale. La pompa, non più grande di un pugno, è stata progettata per essere utilizzata negli spettrometri di massa portatili che sono impiegati per valutare la sicurezza dell’acqua potabile e rilevare tossine nel sangue. La pompa stampata in 3D può creare e mantenere un vuoto che è una pressione inferiore di un ordine di grandezza rispetto a una pompa secca e grezza che non richiede liquido per creare un vuoto e può funzionare a pressione atmosferica. Utilizzando una stampante 3D multi-materiale, i ricercatori hanno ideato un progetto che impedisce perdite di liquidi o gas e riduce al minimo il calore di attrito durante il processo di pompaggio. Il design includeva un tubo flessibile con tacche alle pareti per ridurre lo stress sul materiale quando compresso. La stampa 3D ha permesso di produrre intagli di dimensioni esatte, importanti per eliminare gli spazi vuoti. Anche lo spessore del tubo potrebbe essere variato. L’intero tubo è stato stampato in un solo passaggio, ed è stato necessario solo poche ore per completare la stampa. La pompa ha raggiunto una temperatura massima di 50 gradi Celsius, la metà delle pompe all’avanguardia utilizzate in altri studi. La stampa 3D ha permesso ai ricercatori di progettare e creare un dispositivo altamente integrato e funzionale per creare un vuoto per il controllo del gas.
Stampa 3D per la produzione di pompe peristaltiche compatte La pompa per vuoto miniaturizzata è stata realizzata utilizzando una tecnica di stampa 3D multi-materiale, che ha permesso ai ricercatori di progettare un dispositivo altamente integrato e funzionale, con un elevato livello di precisione e riducendo al minimo perdite di liquidi o gas e calore di attrito. Utilizzando un materiale iperelastico, i ricercatori hanno stampato un tubo flessibile che può resistere a grandi deformazioni. Inoltre, hanno scoperto che l’aggiunta di tacche alle pareti del tubo riduce lo stress sul materiale quando compresso, eliminando gli spazi vuoti e permettendo un flusso fluido più efficiente. La pompa stampata in 3D può creare e mantenere un vuoto con una pressione inferiore di un ordine di grandezza rispetto alle pompe a membrana all’avanguardia e ha raggiunto una temperatura massima di soli 50 gradi Celsius, metà delle pompe utilizzate in altri studi.
Potenziali applicazioni della pompa per vuoto stampata in 3D La pompa per vuoto miniaturizzata può essere utilizzata in diversi campi, in particolare nella produzione di spettrometri di massa portatili utilizzati per il controllo della contaminazione del suolo e delle acque potabili, per il rilevamento di tossine nel sangue e in altre analisi chimiche di precisione. Inoltre, la pompa potrebbe trovare impiego in esplorazioni geologiche su Marte e in altre missioni spaziali, dove la miniaturizzazione e la portabilità dei dispositivi sono fondamentali.
Conclusioni Il lavoro dei ricercatori del MIT dimostra il potenziale delle tecnologie di stampa 3D multi-materiale nella produzione di dispositivi altamente integrati e funzionali, utilizzando materiali iperelastici e tecniche di progettazione innovative. La pompa per vuoto miniaturizzata stampata in 3D è un esempio di come la stampa 3D può essere utilizzata per creare dispositivi complessi con precisione e rapidità, con un basso costo di produzione e la possibilità di personalizzazione in base alle specifiche esigenze dell’utente. Questo lavoro apre la strada a ulteriori sviluppi nella produzione di dispositivi miniaturizzati e portatili per diverse applicazioni, spingendo verso l’innovazione e la ricerca nel campo della stampa 3D e della microtecnologia.
