Schiuma Termoplastica Stampata in 3D: Una Rivoluzione nella Produzione Leggera
L’Istituto Fraunhofer per la Tecnologia Chimica (ICT) ha raggiunto un importante traguardo nello sviluppo di schiume termoplastiche ultraleggere, aprendo nuove possibilità nella stampa 3D di componenti leggeri. Questa innovazione è particolarmente rilevante per applicazioni in cui la leggerezza e la personalizzazione sono essenziali.
La stampa 3D è ampiamente riconosciuta come una soluzione economica per la produzione di lotti di piccole dimensioni e componenti personalizzati. Tuttavia, fino a oggi, l’uso di schiume nei processi di produzione additiva è stato problematico. L’ICT del Fraunhofer ha affrontato questa sfida sviluppando un ugello di chiusura appositamente progettato per consentire la stampa 3D di schiume termoplastiche.
La tecnica tradizionale per ottenere componenti in schiuma implica l’uso di filamenti caricati con agenti espandenti chimici che creano la schiuma durante il processo di stampa. Tuttavia, questa metodologia presenta alcune limitazioni in termini di densità e controllo del processo. Ad esempio, con l’utilizzo dell’acido polilattico (PLA) combinato con agenti espandenti chimici, è stato possibile raggiungere una densità di circa 430 kg/m³ per i componenti in schiuma. Questo rappresenta solo circa il 35% della densità del materiale solido.
Il Fraunhofer ICT ha adottato un approccio innovativo, mescolando filamenti con agenti espandenti in un processo completamente nuovo. Questo approccio è stato testato con successo su materiali come il PLA, il propionato di cellulosa e il polistirene, aprendo la strada a una vasta gamma di applicazioni per le schiume termoplastiche.
Inizialmente, i test su stampanti 3D commerciali hanno dimostrato che i materiali prodotti utilizzando il processo sviluppato dal Fraunhofer ICT hanno raggiunto densità dei componenti fino a 52 kg/m³, rappresentando un notevole miglioramento rispetto alle tecnologie attuali. La densità della schiuma può essere facilmente regolata variando i parametri di stampa, come temperatura e alimentazione, rendendo queste schiume adatte a diverse applicazioni.
Queste schiume offrono un’enorme flessibilità nella progettazione, poiché il volume della schiuma durante la stampa è circa 20 volte maggiore rispetto al materiale solido. Questo si traduce in tempi di stampa notevolmente ridotti e in un aumento dell’efficienza economica della stampa 3D in schiuma.
Un’applicazione promettente per queste schiume stampate in 3D è nel settore dei trasporti e del traffico. Le costruzioni leggere svolgono un ruolo cruciale nella riduzione del peso e nell’aumento dell’efficienza di veicoli come aerei, veicoli stradali e ferroviari. Inoltre, queste schiume possono essere utilizzate per creare materiali di imballaggio personalizzati che proteggono da danni durante il trasporto di macchine speciali, pezzi di ricambio e altri prodotti personalizzati.
Il futuro sembra promettente per queste schiume termoplastiche stampate in 3D, che potrebbero rivoluzionare la produzione leggera in vari settori. Il Fraunhofer ICT presenterà ulteriori novità nel campo della produzione additiva alla fiera internazionale Formnext a Francoforte, dal 7 al 10 novembre.
