Premio SKZ a un progetto “Jugend forscht” sulla stampa 3D a resina e la formazione di bolle
Il Centro Tedesco per la Plastica SKZ (Süddeutsches Kunststoff-Zentrum) ha assegnato uno dei suoi premi speciali per plastica e sostenibilità 2026 a un progetto del concorso scolastico “Jugend forscht” dedicato alla stampa 3D a resina e al problema delle bolle d’aria nei fotopolimeri. Il riconoscimento è stato conferito durante il concorso regionale di Unterfranken, dove il SKZ sostiene da anni iniziative studentesche legate alla lavorazione delle materie plastiche e, in particolare, alle tecnologie additive. In questo contesto, il centro di Würzburg consolida il proprio ruolo di ponte tra ricerca applicata, formazione tecnica e industria, affiancando ai progetti industriali su resine e stampi attività rivolte ai più giovani.
“Jugend forscht” si traduce in italiano come “I giovani ricercano” o “Giovani ricercatori”. È il nome del più noto concorso tedesco per giovani talenti nel campo delle discipline STEM (scienza, tecnologia, ingegneria e matematica), che incoraggia la ricerca e l’innovazione tra i ragazzi.
Gli studenti e il progetto “Bläschen- und Schaumverhütung in Resin”
Il premio SKZ per plastica e sostenibilità è andato a due studenti del Hanns-Seidel-Gymnasium di Hösbach, Yannick Arnold e Johan Hofmann, per il progetto intitolato “Bläschen- und Schaumverhütung in Resin” (“Prevenzione di bolle e schiuma nella resina”). Il loro lavoro affronta un problema molto concreto della stampa 3D a resina: l’aria intrappolata e la formazione di schiuma nei fotopolimeri utilizzati in processi come SLA, DLP o LCD, fenomeni che possono richiedere lunghe fasi di degasaggio prima della stampa. L’obiettivo principale degli studenti è stato ridurre i tempi di attesa e preparazione del materiale prima del job di stampa, mantenendo allo stesso tempo una qualità del pezzo stampato paragonabile o superiore a quella ottenuta con procedure di degasaggio tradizionali.
Perché le bolle sono un problema nella stampa 3D a resina
Nei sistemi di stampa 3D basati su resine fotopolimeriche, la presenza di microbolle nel volume di materiale comporta diversi effetti negativi: irregolarità di densità, difetti locali di polimerizzazione, porosità interna e difetti superficiali visibili sul pezzo finale. In particolare, bolle distribuite lungo lo strato di esposizione possono deviare o schermare la luce UV o blu, causando variazioni locali dell’energia di cura e, di conseguenza, differenze in termini di precisione dimensionale e rugosità della superficie. Nei contesti industriali, simili problematiche si traducono in scarti, rilavorazioni, tempi di ciclo più lunghi e maggiore consumo di materiale, rendendo la preparazione corretta della resina un passaggio determinante non solo per la qualità, ma anche per l’efficienza del processo.
Approccio sperimentale: tra emulsionanti e tecniche di degasaggio
Arnold e Hofmann hanno impostato la loro indagine su un confronto tra diverse strategie per ridurre la formazione o la persistenza di bolle d’aria nella resina. Tra le soluzioni considerate figurano metodi di degasaggio assistiti da vibrazioni o ultrasuoni, talvolta indicati come “Schallentgasung”, e l’impiego di additivi emulsionanti, che modificano le proprietà interfaciali del sistema resina-aria. La combinazione di queste tecniche è stata valutata sia in termini di tempo di degasaggio necessario per ottenere una resina visivamente omogenea, sia in base al risultato di stampa, includendo parametri come l’uniformità delle superfici, la presenza di difetti interni e la ripetibilità tra diversi job.
Un elemento qualificante del progetto è l’impostazione sperimentale orientata alla pratica: gli studenti hanno dovuto bilanciare la riduzione delle bolle con l’impatto degli emulsionanti sulle proprietà ottiche e reologiche del fotopolimero, due aspetti che a loro volta influenzano velocità di stampa, penetrazione della luce e post-curing. Il lavoro, pur nato in ambito scolastico, si avvicina così a un’analisi di processo tipica dei laboratori di ricerca su materiali per additive manufacturing.
Rilevanza per la community della stampa 3D a resina
Il tema affrontato dal progetto assume particolare interesse perché le tecnologie di stampa 3D a resina sono oggi utilizzate in contesti che spaziano dall’hobbistica alle applicazioni professionali in laboratorio, nel medicale, nella gioielleria, nell’elettronica e nella produzione di piccole serie. In ognuno di questi settori, una preparazione più efficiente e controllata della resina può tradursi in miglior controllo dimensionale, riduzione degli scarti, maggiore ripetibilità e, quindi, in un utilizzo più competitivo dei processi photopolymer-based rispetto ad altre tecnologie additive. Studi su resine avanzate per DLP mostrano quanto la caratterizzazione accurata del materiale e delle sue condizioni di processo sia già un fattore chiave per l’adozione industriale.
Il progetto di Arnold e Hofmann si inserisce in questo quadro, dimostrando che anche la fase apparentemente semplice di preparazione della vasca può beneficiare di un approccio rigoroso, basato su test sistematici e analisi del comportamento del materiale. Miglioramenti nelle procedure di degasaggio o nell’uso di additivi potrebbero essere trasferiti direttamente nelle pratiche degli utenti di stampanti desktop e industriali, contribuendo a definire linee guida operative più precise per l’utilizzo di resine fotopolimeriche.
Il ruolo del SKZ tra ricerca, industria e formazione
Il premio è stato consegnato da Dr. Johann Erath, Innovation e Technology Transfer Manager presso il Kunststoff-Zentrum SKZ, di fronte a oltre 300 partecipanti alla cerimonia del concorso “Jugend forscht”. Nelle sue osservazioni, Erath ha sottolineato la creatività, la varietà di idee e la perseveranza dimostrate dagli studenti partecipanti, evidenziando come progetti come quello di Arnold e Hofmann rappresentino un esempio concreto di impegno e passione per le tecnologie plastiche e la stampa 3D.
L’attività del SKZ a sostegno di iniziative come “Jugend forscht” si affianca a progetti di ricerca strutturati nel campo della manifattura additiva, tra cui collaborazioni su resine per DLP e inserti stampati in 3D per stampaggio a iniezione portate avanti con UNIpace e altri partner. In questo modo, il centro tedesco consolida una filiera che va dalla scuola ai laboratori universitari e fino alla produzione industriale, in cui l’innovazione sui materiali polimerici e sulle tecnologie di processo, inclusa la gestione di fenomeni come la formazione di bolle, è considerata un elemento centrale.
