Introduzione al nuovo metodo di stampa 3D DLP
Un gruppo di studiosi dell’Università di Tsinghua ha sviluppato un processo di produzione additiva basato sulla Digital Light Processing (DLP) in grado di integrare materiali con differenti proprietà magnetiche all’interno di un unico ciclo di stampa. Questa innovazione permette di realizzare componenti complessi, dotati sia di particelle magnetiche “dure” sia di particelle superparamagnetiche, eliminando la necessità di processi separati o di miscele uniformi di materiali.
Limiti delle tecniche convenzionali
Prima di questa scoperta, la fabbricazione di oggetti magnetici richiedeva spesso l’impiego di stampi tradizionali o di litografia UV, metodologie che imponevano forme geometriche semplici e materiali compatibili tra loro. Questi vincoli riducevano le possibilità di creare strutture multifunzionali e generavano lunghe fasi di assemblaggio. Il nuovo approccio DLP supera queste barriere, consentendo la stampa simultanea di differenti cariche magnetiche senza comprometterne le caratteristiche individuali.
Caratteristiche del materiale composito
Nel cuore dello studio, guidato da Jiadao Wang, i ricercatori hanno formulato un composito che combina particelle di ferrite – responsabili della magnetizzazione permanente – con polveri superparamagnetiche, utili per modulare la risposta esterna al campo magnetico. La miscela viene polimerizzata strato dopo strato mediante luce proiettata, assicurando un’adesione omogenea e la corretta distribuzione di ogni elemento all’interno della struttura.
Prototipi di robot morbidi e loro funzionalità
I prototipi realizzati sono robot a struttura flessibile capaci di compiere diverse azioni: arrampicarsi su superfici piane, manipolare piccoli oggetti e persino nuotare in ambienti liquidi. Mediante simulazioni multifisiche è stato analizzato il comportamento durante la propulsione acquatica, ottimizzando lo spessore delle membrane e la disposizione interna delle particelle per garantire efficienza nei movimenti.
Affrontare le sfide tecniche
Durante la sperimentazione sono state risolte criticità quali:
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Sedimentazione delle particelle all’interno del materiale liquido, controllata grazie a formulazioni di viscosizzanti.
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Adesione al film di supporto, migliorata attraverso trattamenti superficiali che aumentano la coesione tra strati.
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Profondità di esposizione, calibrata per permettere polimerizzazioni precise senza compromettere la risoluzione dei dettagli.
Prospettive per applicazioni biomediche
Dopo aver superato gli esami di biocompatibilità, le microstrutture magnetiche preparate con questo metodo si candidano per applicazioni nel settore sanitario. Tra gli scenari di utilizzo figurano veicoli robotici per il rilascio controllato di farmaci all’interno di capsule ingeribili, in grado di raggiungere zone specifiche dell’organismo e rilasciare il principio attivo con precisione.
Finanziamento e pubblicazione
Il lavoro di ricerca ha ricevuto il sostegno della National Natural Science Foundation of China e i risultati sono stati resi noti il 26 febbraio 2025 sulla rivista Cyborg and Bionic Systems.
