L’azienda britannica Rapid Fusion ha dimostrato la stampa 3D di grande formato (LFAM, Large Format Additive Manufacturing) utilizzando il polimero intelligente sviluppato da RHEON LABS, materiale noto per la sua capacità di irrigidirsi sotto carico pur restando morbido a riposo. L’obiettivo è produrre componenti che assorbano energia in modo efficiente, resistano a sollecitazioni cicliche e mantengano stabilità sotto carichi variabili, integrando queste prestazioni direttamente in parti stampate in 3D.
Chi sono RHEON LABS e Rapid Fusion
RHEON LABS è una realtà specializzata in materiali polimerici ad assorbimento di energia, spesso impiegati in abbigliamento tecnico e dispositivi di protezione, basati su un “superpolimero” sviluppato a partire da ricerche legate alla NASA e all’Imperial College di Londra. Rapid Fusion, anch’essa con base nel Regno Unito, è conosciuta per sistemi di stampa 3D a pellet e soluzioni LFAM come le piattaforme Apollo e Medusa, oltre che per lo sviluppo di strumenti software avanzati come l’assistente AI per l’ottimizzazione dei processi di stampa. La collaborazione tra le due aziende punta a portare nel mondo della manifattura additiva lo stesso comportamento “reattivo” che RHEON ha già consolidato nel settore sportivo e dei dispositivi di sicurezza.
Un polimero che resta morbido e si irrigidisce sotto impatto
Il materiale RHEON si presenta come un polimero flessibile e deformabile in condizioni normali, facile da manipolare e da integrare in geometrie complesse. Quando viene sottoposto a forza o impatto, la sua microstruttura interna reagisce aumentando istantaneamente la rigidità, consentendo al componente di assorbire e dissipare energia, controllare vibrazioni e limitare deformazioni eccessive. Questa risposta adattiva lo rende interessante per applicazioni in cui è necessario combinare comfort e protezione, come caschi, protezioni per sport di contatto, elementi antivibrazione e inserti per attrezzature industriali.
Stampa 3D LFAM con il sistema Apollo
I test di stampa sono stati effettuati sul sistema Apollo di Rapid Fusion, una piattaforma per LFAM che utilizza estrusione di materiale in granulo e consente la produzione di componenti di grandi dimensioni. L’uso del polimero RHEON in forma compatibile con la tecnologia a pellet permette di depositare strati spessi e tracce di elevata sezione, mantenendo però le proprietà dinamiche del materiale anche dopo la lavorazione additiva. I percorsi utensile sono stati generati con il supporto del software di Aibuild, che gestisce toolpath e parametri di stampa per ottimizzare la deposizione del materiale su geometrie complesse.
Comportamento sotto carichi dinamici e ciclici
Rapide prove dimostrative mostrano che i campioni stampati con il polimero RHEON rimangono morbidi e pieghevoli in condizioni statiche, ma si irrigidiscono in modo percepibile quando vengono colpiti, compressi velocemente o sottoposti a vibrazioni. Ciò permette di ottenere componenti in grado di controllare tre aspetti chiave: gestione dell’impatto, riduzione delle vibrazioni e controllo della tensione meccanica durante cicli ripetuti. L’obiettivo è ridurre l’affaticamento prematuro dei materiali sotto sollecitazione ciclica, mantenendo al contempo comfort o flessibilità nelle condizioni di utilizzo normale.
Rispetto ai polimeri tradizionali per LFAM
Nel campo LFAM si usano spesso materiali come PETG rinforzato, ABS, ASA o PC, sia in forma di pellet sia di filamento, privilegiando rigidità, resistenza termica e stabilità dimensionale. Il polimero RHEON introduce un paradigma diverso: non cerca solo prestazioni statiche elevate, ma una risposta dipendente dalla velocità e intensità del carico, un po’ come avviene nei materiali non newtoniani che si induriscono quando vengono sollecitati bruscamente. Questo apre possibilità per componenti LFAM che lavorano come “ammortizzatori integrati”, senza elementi aggiuntivi, sfruttando la geometria della parte e il comportamento intrinseco del materiale.
Esempi di applicazioni possibili
La combinazione tra stampa 3D di grande formato e polimero a irrigidimento dinamico può trovare impiego in: pavimentazioni e piastrelle tecniche con strati ammortizzanti integrati, elementi di arredo urbano o sedute che assorbono urti e vibrazioni, supporti e culle per macchinari che riducono il trasferimento di vibrazioni a strutture portanti. Altri casi d’uso includono gusci e inserti per protezioni sportive in scala maggiore, pannelli per attrezzature industriali, componenti per automotive o trasporto pubblico in cui il comfort vibrazionale è fondamentale. La libertà di design data dalla stampa 3D consente di modulare spessori, reticoli interni e pattern per “programmare” la risposta del componente in diverse zone.
Ruolo dell’intelligenza artificiale e della gestione processo
Rapid Fusion ha già mostrato interesse per l’uso dell’intelligenza artificiale nel controllo dei processi, con un assistente AI in grado di suggerire parametri di stampa, monitorare in tempo reale le condizioni di processo e correggere deviazioni. Questo tipo di gestione è particolarmente utile quando si lavora con materiali avanzati e sensibili come il polimero RHEON, poiché consente di tenere sotto controllo temperature, velocità e traiettorie per preservarne le proprietà reologiche. L’adozione di toolpath ottimizzati da Aibuild e l’integrazione di sensori e moduli AI può facilitare il passaggio da singole dimostrazioni a produzioni ripetibili in ambiente industriale.
Inquadramento nei trend sui polimeri “intelligenti” per AM
La sperimentazione con RHEON si inserisce in una tendenza più ampia: sfruttare polimeri avanzati, cristalli liquidi o architetture reologiche speciali per ottenere parti stampate in 3D con comportamento anisotropo o dipendente dal carico. Ricerca accademica e industriale sta mostrando come processi AM, se opportunamente controllati, possano orientare catene polimeriche o strutture interne per combinare libertà geometrica e proprietà meccaniche progettate “dal basso”. L’integrazione di un materiale commerciale come RHEON in piattaforme LFAM industriali rappresenta un passo verso applicazioni reali di questi concetti, oltre i classici filamenti FFF desktop.
Prospettive di sviluppo
Il dimostratore di Rapid Fusion non equivale ancora a un prodotto commerciale pronto per la produzione in serie, ma fornisce una prova concreta che il superpolimero RHEON può essere processato su sistemi LFAM senza perdere le sue caratteristiche dinamiche fondamentali. I passi successivi riguarderanno la definizione di finestre di processo stabili, la caratterizzazione meccanica approfondita di campioni stampati (resistenza a fatica, risposta a impatti ripetuti, invecchiamento), oltre alla co-progettazione di componenti con clienti finali nei settori sport, industriale e mobilità. La collaborazione fra RHEON LABS, Rapid Fusion e partner software come Aibuild indica una strategia di ecosistema, in cui materiale, hardware e controllo digitale vengono sviluppati in modo coordinato.
