I ricercatori dell’Università di Birmingham, nel Regno Unito, hanno proposto un nuovo approccio alla progettazione per la produzione additiva, suggerendo che c’è molto da imparare dallo sviluppo prenatale di un bambino umano.
Il lavoro della School of Engineering di Birmingham e del Center for Human Reproductive Science e pubblicato sull’International Journal of Advanced Manufacturing Technology evidenzia come lo sviluppo di sistemi biologici, tessuti e organi, sia incrementato attraverso la divisione e la replicazione delle cellule.
L’influenza dello sviluppo prenatale sulla produzione additiva
Lo studio rileva sia il tasso di crescita che la regione di variazione della crescita durante la gravidanza. Viceversa, nella produzione additiva, lo sviluppo o la “crescita” di una parte stampata in 3D dipende esclusivamente dal dominio spaziale, determinato solo da dove si deposita il filamento. A questo proposito, la dimensione temporale (alias tempo) è una variabile di processo non operativa quando si tratta di progettare per la produzione additiva. Lo studio esplora come un’implementazione del dominio temporale potrebbe portare allo sviluppo di proprietà e strutture di materiali mai viste prima.
In precedenza, i ricercatori hanno tentato di alterare le proprietà dei materiali stampati in 3D, ma è stato attraverso la variazione spaziale della composizione del materiale depositato , tralasciando il dominio temporale. Ciò limita anche i materiali studiati ai compositi multi-materiale. La metodologia del presente studio può essere applicata ai filamenti monomateriale.
Cosa dicono i ricercatori?
Il ricercatore capo, il Dr. Lauren Thomas-Seale del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, afferma: “Sebbene ci riferiamo ad esso come produzione additiva, tradizionalmente gli ingegneri imparano a progettare parti basate su una lunga storia di produzione sottrattiva. Ciò porta a vincoli ben noti nella creatività del design. La produzione additiva deve uscire da questa inerzia se vuole raggiungere il suo pieno potenziale sia nella progettazione sia come tecnica fondamentale. “
Co-autore dello studio, il Dr. Jackson Kirkman-Brown dell’Institute of Metabolism and Systems Research aggiunge: “Mentre l’uso dell’ispirazione biologica nella progettazione ingegneristica è all’ordine del giorno, studiare la crescita degli esseri umani e tradurlo in sistemi di produzione avanzati offre un tutto nuovo prospettiva. Il modo in cui i sistemi biologici si sviluppano dall’aggiunta incrementale di cellule per formare tessuti e organi, che crescono e si modulano a vicenda per funzionare in sinergia, è l’epitome della sofisticata produzione additiva. “
Lo studio, finanziato dalla Royal Society, si chiama ” Progettazione temporale per la produzione additiva “. È co-autore di Saliba, S., Kirkman-Brown, JC e Thomas-Seale, LEJ.