Un gruppo di ricercatori dell’Università di Nottingham Trent e del National Composites Centre del Regno Unito, composto da Mohammadreza Lalegani Dezaki, Callum Branfoot, Jon Baxendale e Mahdi Bodaghi, ha realizzato uno studio interessante sui filamenti PLA (Acido Polilattico). In questo lavoro, il team ha combinato PLA con cozze e grano, creando materiali compositi che presentano proprietà di memoria di forma. I risultati della ricerca suggeriscono che questi nuovi materiali potrebbero possedere caratteristiche meccaniche superiori rispetto al PLA tradizionale. Nell’articolo, i ricercatori propongono anche possibili applicazioni per questi innovativi compositi.
Creazione del Filamento PLA
Per sviluppare il filamento, i ricercatori hanno miscelato diverse quantità di polvere di cozze e grano con PLA utilizzando una macchina per filamenti 3Devo. Per la stampa 3D, è stato impiegato un modello di stampante desktop economica, il Geeetech A30M, che offre un volume di stampa di 320 x 320 x 420 mm. Questo modello è stato lanciato nel 2019 e dispone di un sistema a doppio asse Z e di un sistema di mescolamento dei colori, che è stato utilizzato per realizzare strutture multi-materiale. Per l’elaborazione del progetto, il team ha utilizzato il software Geeetech ColorMixer insieme a Solidworks e Cura. Le stampe sono state effettuate con una testina da 0,6 mm di diametro, altezza strato di 0,2 mm, infill al 100%, temperatura di stampa di 190°C e temperatura del piano di stampa a 60°C.
Proprietà Meccaniche e Applicazioni Potenziali
Una volta creati i campioni, sono stati testati. Utilizzando una pistola termica, sono state imposte le proprietà di memoria di forma tramite una programmazione sotto carico. I campioni con una struttura a sandwich e quelli con tentativi di creare parti a gradiente funzionale hanno mostrato una resistenza maggiore. Il PLA caricato con grano ha presentato il miglior rapporto di recupero di forma, pari al 93,3%. Inoltre, il PLA arricchito con cozze ha mostrato una minore infiammabilità rispetto al PLA puro.
Tra le possibili applicazioni di questi nuovi materiali, i ricercatori hanno suggerito l’uso in dispositivi come grippers, attuatori, posate ecologiche e imballaggi. La resistenza dei materiali è stata dimostrata realizzando una struttura a spirale di 5 grammi capace di sostenere 3 kg di peso e resistere a un carico di 1100 N, il che dimostra le potenzialità per applicazioni come l’imballaggio di componenti elettronici.
Imballaggi Adattivi con Memoria di Forma
L’idea di utilizzare strutture a memoria di forma per creare imballaggi adattivi è particolarmente interessante. Un esempio potrebbe essere quello di un imballaggio per laptop che si trasforma in piedi funzionali per il dispositivo una volta arrivato a destinazione. Inoltre, aziende come Amazon potrebbero migliorare il loro sistema di imballaggio utilizzando pochi componenti a memoria di forma in grado di adattarsi a diverse dimensioni dei prodotti.
Un Settore con Potenziale Inespresso
Questo lavoro è sicuramente stimolante per la sua accessibilità, dato che si basa su una stampante 3D relativamente semplice e una macchina per filamenti 3Devo. Personalmente, avendo collaborato con la designer Carmen Brio nella creazione di filamenti a base di conchiglie di ostriche e avendo sperimentato con lino e canapa, posso testimoniare quanto sia semplice e interessante lavorare con materiali biologici. È sorprendente come, nonostante la semplicità del processo, non siano molti quelli che esplorano la creazione di compositi biologici. Le potenzialità di questi materiali sono enormi: da fioriere e vasi per piante a prodotti di uso quotidiano. Questo settore meriterebbe maggiore attenzione, poiché l’integrazione di materiali di scarto nei filamenti potrebbe portare a soluzioni altamente sostenibili e preziose.
