Roboze e la SUPSI, la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana, hanno avviato una collaborazione di ricerca e sviluppo dedicata a una categoria di materiali molto diversa dai classici polimeri tecnici usati nella stampa 3D industriale: i compositi Carbon–Carbon, indicati spesso come C/C, e i Ceramic Matrix Composites, cioè i compositi a matrice ceramica o CMC. L’iniziativa coinvolge in particolare il MEMTi, l’Istituto di ingegneria meccanica e tecnologia dei materiali della SUPSI, e punta a studiare come combinare manifattura additiva, trasformazioni termiche e caratterizzazione dei materiali per componenti destinati a condizioni operative molto severe. La collaborazione è stata formalizzata il 26 maggio 2026 a Bari.
Non si tratta di una semplice estensione del catalogo materiali, ma di un lavoro di ricerca su processi e architetture. Roboze porta la propria esperienza nella produzione additiva industriale con polimeri ad alte prestazioni e compositi, mentre SUPSI contribuisce con competenze su materiali ceramici, trattamenti termici, infiltrazioni, progettazione computazionale e caratterizzazione. Il Hybrid Materials Laboratory del MEMTi lavora infatti sullo sviluppo, la fabbricazione e la caratterizzazione di materiali ceramici e compositi, con attività che includono anche stampa 3D di ceramiche complesse, trattamenti termici e materiali per applicazioni ad alta temperatura.
Perché Carbon–Carbon e CMC interessano alla stampa 3D
I compositi Carbon–Carbon sono materiali in cui sia il rinforzo sia la matrice sono basati sul carbonio. In termini pratici, l’obiettivo è ottenere strutture leggere, resistenti al calore e capaci di mantenere proprietà meccaniche anche quando un metallo o un polimero non sarebbero più adatti. Questa famiglia di materiali è studiata da tempo per protezioni termiche, componenti aerospaziali, ugelli, bordi d’attacco e applicazioni in cui calore, shock termico e stabilità dimensionale diventano vincoli progettuali primari. La letteratura tecnica evidenzia proprio la resistenza alle alte temperature, la bassa densità, il buon comportamento allo shock termico e il possibile uso in ambito aerospaziale e fusione nucleare.
I CMC, invece, sono compositi nei quali la matrice è ceramica e il rinforzo può essere costituito da fibre o strutture ceramiche, carboniose o ibride. La loro logica è superare alcuni limiti delle ceramiche monolitiche: una ceramica pura può sopportare temperature molto alte, ma tende a essere fragile; un composito a matrice ceramica cerca di mantenere la resistenza termica migliorando tenacità, tolleranza al danneggiamento e comportamento sotto carico. NASA descrive i materiali ceramici per l’aerospazio come interessanti per la capacità di lavorare ad alte temperature, la rigidità, la resistenza, la stabilità all’ossidazione e alla corrosione.
Il ruolo della manifattura additiva
La parte più interessante del progetto non è soltanto “stampare” un materiale più resistente. Nel caso dei compositi Carbon–Carbon e CMC, il processo può includere più fasi: progettazione della geometria, produzione di una preforma o di una struttura iniziale, trattamenti termici, conversione del materiale, infiltrazione o densificazione, e poi verifica delle proprietà finali. È un percorso molto diverso dalla stampa di un normale filamento termoplastico.
Qui la manifattura additiva può essere utile perché permette di controllare la forma interna del componente, la distribuzione delle cavità, i percorsi di carico, le zone alleggerite e le superfici funzionali. SUPSI ha già lavorato su approcci come il metodo “Matrix First”, basato sulla combinazione tra progettazione computazionale e produzione additiva per creare matrici complesse da riempire con rinforzi ad alte prestazioni. Questo tipo di approccio è pensato per settori come aerospazio, energia e catalisi, dove geometria interna e proprietà del materiale devono essere progettate insieme.
Roboze entra in un campo oltre i superpolimeri
Roboze è conosciuta soprattutto per la stampa 3D industriale di superpolimeri e compositi, con materiali come Carbon PEEK, Carbon PA PRO, PEEK e ULTEM™ 9085. Nel proprio portafoglio, Roboze descrive Carbon PEEK come un composito rinforzato con fibra di carbonio con resistenza meccanica, termica e chimica, pensato per sostituire il metallo in applicazioni industriali impegnative; la scheda del materiale indica anche funzionalità strutturale fino a 280 °C.
Con i compositi Carbon–Carbon e CMC si entra però in un territorio diverso. I polimeri ad alte prestazioni possono arrivare a temperature importanti per il mondo plastico, ma i C/C e i CMC appartengono alla famiglia dei materiali per condizioni più estreme, dove entrano in gioco pirolisi, conversioni termiche, ossidazione, infiltrazioni e microstrutture progettate. La collaborazione con SUPSI serve proprio a collegare la parte di manifattura additiva con quella della trasformazione del materiale dopo la produzione iniziale.
SUPSI e MEMTi: perché la collaborazione ha senso
Il MEMTi della SUPSI lavora in modo applicativo su ingegneria meccanica e tecnologia dei materiali. Il suo Hybrid Materials Laboratory dichiara attività su materiali ceramici e compositi, produzione di oggetti ceramici complessi con diverse tecniche di stampa 3D, modellazione, simulazione e caratterizzazione sperimentale. Tra le attività in corso compaiono anche lo sviluppo di compositi a matrice ceramica per applicazioni aerospaziali e ad alta temperatura.
Questa competenza è importante perché, nei materiali CMC e C/C, la geometria da sola non basta. Bisogna sapere come il materiale cambia durante il trattamento termico, come si ritira, come si densifica, come reagisce all’ossigeno, come si distribuiscono le tensioni residue e come la microstruttura finale influenza resistenza, conducibilità termica, stabilità e durata. Per questo la caratterizzazione dei materiali diventa una parte centrale del progetto, non un passaggio secondario.
Applicazioni: ipersonico, fusione, energia e industria ad alta temperatura
Tra gli ambiti indicati per la valutazione ci sono sistemi ipersonici e tecnologie per la fusione nucleare di nuova generazione. Sono settori nei quali il materiale non deve solo “resistere al caldo”, ma mantenere proprietà controllabili in presenza di gradienti termici, shock, carichi meccanici, ambienti chimicamente aggressivi e cicli ripetuti.
L’interesse non riguarda soltanto l’aerospazio. Componenti per energia, scambiatori di calore, sistemi di protezione termica, attrezzature per processi industriali ad alta temperatura e parti soggette a usura o ambienti aggressivi potrebbero beneficiare di materiali progettati con una combinazione di architettura interna, rinforzo e matrice. SUPSI lavora già su materiali ceramici porosi, strutture reticolari, scambiatori, supporti catalitici e applicazioni energetiche, un contesto che rende coerente l’estensione verso C/C e CMC prodotti con l’aiuto della manifattura additiva.
Le difficoltà da risolvere
Il punto tecnico non è banale. I compositi Carbon–Carbon possono offrire prestazioni molto elevate in ambienti controllati, ma la sensibilità all’ossidazione alle alte temperature resta uno dei problemi da gestire quando il componente lavora in atmosfera ossidante. Per questo la ricerca sui C/C spesso include rivestimenti protettivi, modifiche della matrice o soluzioni ibride con ceramiche ultra-refrattarie.
Anche i CMC presentano sfide di costo, ripetibilità e scalabilità. La produzione convenzionale può richiedere tempi lunghi, più cicli di infiltrazione o trattamenti complessi. La manifattura additiva può contribuire a ridurre alcuni limiti geometrici e a produrre preforme più funzionali, ma il passaggio da dimostratore a componente qualificato richiede test, standard, controllo qualità e dati affidabili sul comportamento in esercizio. Proprio per questo la collaborazione tra un’azienda industriale come Roboze e un centro di ricerca applicata come SUPSI è rilevante: non basta stampare una forma complessa, bisogna dimostrare che quella forma ha proprietà ripetibili e utilizzabili.
Un progetto da seguire senza confonderlo con un prodotto già pronto
La notizia va letta nel modo corretto: Roboze e SUPSI non stanno annunciando una linea commerciale di componenti C/C o CMC già disponibili, ma un’iniziativa di ricerca e sviluppo. L’obiettivo è esplorare come unire produzione additiva, processi di conversione termica e progettazione dei materiali per arrivare a componenti ad alte prestazioni in scenari dove la produzione tradizionale è costosa, lenta o limitante dal punto di vista geometrico.
Per la stampa 3D industriale è un passaggio interessante perché sposta l’attenzione dal semplice “materiale stampabile” al “materiale trasformabile”. La parte stampata può diventare una fase intermedia di un processo più ampio, in cui il pezzo finale nasce dall’integrazione tra design, deposizione, trattamento termico, infiltrazione, densificazione e controllo delle proprietà.
Chi sono i soggetti coinvolti
I nomi principali del progetto sono Roboze, SUPSI, MEMTi e Hybrid Materials Laboratory. Per Roboze, il riferimento indicato è Simone Cuscito, Chief R&D and Product Officer. Per SUPSI, la figura chiave è il professor Alberto Ortona, responsabile del Hybrid Materials Laboratory. Le due realtà lavoreranno sull’integrazione tra tecnologie di produzione ad alte prestazioni e capacità di trasformazione termica e caratterizzazione dei materiali.
Il valore del progetto sarà da misurare sui risultati: qualità delle preforme, controllo della microstruttura, proprietà termomeccaniche, ripetibilità del processo, tempi di sviluppo e possibilità di trasferire il metodo a componenti reali. In un settore dove molte promesse si fermano alla fase dimostrativa, la differenza la faranno i dati sperimentali e la capacità di arrivare a processi affidabili.
La collaborazione tra Roboze e SUPSI porta la stampa 3D verso un’area di ricerca molto tecnica: quella dei compositi per ambienti estremi. Carbon–Carbon e CMC non sono materiali comuni per la produzione additiva tradizionale, ma famiglie di materiali che richiedono competenze su chimica, termica, microstruttura e progettazione avanzata. La manifattura additiva può offrire geometrie e architetture interne difficili da ottenere con altri metodi; SUPSI può contribuire con il know-how sui materiali ceramici e sui processi di trasformazione; Roboze può mettere in campo la propria esperienza nella produzione additiva industriale.
Il risultato non va presentato come una soluzione già pronta per il mercato, ma come un progetto che potrebbe aprire nuove strade per componenti leggeri, resistenti al calore e progettati per condizioni operative dove i materiali convenzionali mostrano i propri limiti.
