Introduzione e Innovazione
I ricercatori dell’Università di Birmingham hanno sviluppato una resina fotopolimerica innovativa ottenuta da materiali biologici, che può essere stampata ad alta risoluzione, riciclata e ristampata. Questo sviluppo, pubblicato su Nature, rappresenta un significativo passo avanti verso una stampa 3D più ecologica.
Composizione e Necessità di Cambiamento
Le resine fotopolimeriche tradizionali, comunemente utilizzate nella stampa 3D, derivano da prodotti petrolchimici e sono difficilmente riciclabili. Queste resine, realizzate principalmente con epossidici o acrilici, si induriscono alla luce, creando strutture durevoli ma con legami chimici difficili da rompere. Questo porta a problemi di riciclaggio, spesso generando più rifiuti invece di ridurli.
Per affrontare questo problema, il team di Birmingham ha sviluppato una resina che offre alta qualità di stampa ed è completamente riciclabile. La nuova resina, derivata dall’acido lipoico, può essere scomposta nei suoi componenti originali e ristampata, mantenendo la stessa qualità.
Processo di Produzione
Nel processo di stampa iniziale, viene utilizzata una piccola quantità di fotoiniziatore, un composto che aiuta la resina a indurirsi quando esposta alla luce. Questo rende il ciclo quasi autosufficiente, poiché la resina può essere continuamente scomposta e ristampata con solo un’aggiunta minima di fotoiniziatore, riducendo così la necessità di nuovi materiali e minimizzando i rifiuti.
Il professor Andrew Dove, capo del progetto, ha sottolineato l’importanza di questo sviluppo: “Il nostro lavoro rappresenta un passo significativo verso l’abbandono delle resine derivate da petrolchimici. Sebbene ci sia ancora spazio per miglioramenti, questa ricerca apre nuove strade per lo sviluppo.”
Applicazioni e Test
I ricercatori hanno testato la nuova resina utilizzando una stampante DLP commerciale, la MiiCraft Ultra 125, per creare parti 3D personalizzate ad alta risoluzione. La stampa di una piccola barca chiamata “3DBenchy” ha dimostrato la capacità della resina di gestire forme complesse come superfici sporgenti, ponti e fori, con una velocità di costruzione di 5,1 mm all’ora. Inoltre, il team ha misurato la profondità di polimerizzazione della resina utilizzando un micrometro e strumenti di imaging specializzati, confermando la sua capacità di essere riciclata senza perdita di qualità.
Prospettive Future
Questa nuova resina ha il potenziale per essere utilizzata in vari settori, tra cui la prototipazione rapida, le parti automobilistiche, i componenti medici e odontoiatrici e il design di gioielli. Nonostante sia attualmente più flessibile delle resine industriali tradizionali, le sue applicazioni sono molteplici e promettenti.
Il professore associato Josh Worch, altro autore senior dello studio, ha dichiarato: “Integrare il riciclaggio nella stampa 3D basata sulla luce è fondamentale, poiché questa tecnologia continua a espandersi. La nostra tecnologia offre ora una soluzione per garantire che il riciclaggio diventi una caratteristica integrata della stampa 3D.”
Conclusione e Sviluppi Futuri
Questo sviluppo rientra in una tendenza più ampia verso la sostenibilità nella stampa 3D. Altre aziende e team di ricerca stanno lavorando su resine riciclabili di origine biologica. Ad esempio, Covestro e Arkema hanno sviluppato resine parzialmente derivate da fonti rinnovabili. Tuttavia, la resina sviluppata dall’Università di Birmingham si distingue per la sua completa riciclabilità.
Una domanda di brevetto per questa resina e il suo utilizzo nella stampa 3D è stata depositata dall’University of Birmingham Enterprise. Questo potrebbe aprire la strada a una stampa 3D più sostenibile, con l’University of Birmingham Enterprise che supporta l’innovazione nella ricerca e aiuta a portare nuove tecnologie sul mercato. Con ulteriori studi, la resina potrebbe soddisfare gli standard di rigidità e durata richiesti in vari settori. Sebbene il percorso verso una stampa 3D completamente sostenibile sia ancora lungo, questa nuova resina rappresenta un’importante pietra miliare che ispira ulteriori progressi nel campo.
