Innovazioni nella Stampa 3D: Verso Materiali Più Resilienti con SWOMP
La stampa 3D ha rivoluzionato vari settori, come l’aerospace, il medicale, l’automobilistico e il manifatturiero, consentendo la personalizzazione di parti e prototipi in modi inediti. Ha migliorato la flessibilità e ridotto costi e tempi di produzione, pur presentando limitazioni nella resistenza dei materiali utilizzati.
Un gruppo di chimici e scienziati dei materiali presso Sandia ha sviluppato un nuovo metodo di stampa 3D per creare materiali non metallici con una resistenza superiore, velocizzando il processo di stampa fino a cinque volte rispetto alle tecniche convenzionali. Questa innovazione, denominata SWOMP (Selective Dual-Wavelength Olefin Metathesis 3D-Printing), utilizza una tecnologia basata sulla luce a doppia lunghezza d’onda, diversamente dai metodi di stampa tradizionali.
Fondamenti della Stampa 3D e Innovazioni con SWOMP
La stampa 3D convenzionale in vasca si basa sull’irradiazione di una resina liquida fotosensibile per creare gli oggetti desiderati strato per strato. Tuttavia, il processo risulta lento a causa della necessità di rimuovere delicatamente ogni strato polimerizzato dalla vasca per prevenire danni.
La collaborazione tra Samuel Leguizamon, Leah Appelhans, Jeff Foster e Alex Commisso ha portato allo sviluppo di SWOMP. Questa tecnologia innovativa sfrutta la combinazione di luce ultravioletta e blu per accelerare il processo di raffreddamento dei “biscotti”, analogamente a quanto accade in cucina con i biscotti appena sfornati.
Aumentare la Resistenza dei Materiali Stampati in 3D
SWOMP non solo ottimizza i tempi di stampa, ma apre anche la strada alla creazione di materiali più resistenti e versatili. Tradizionalmente, i materiali utilizzati nella stampa 3D sono a base acrilica, non particolarmente adatti per applicazioni in contesti esigenti come l’aerospace o l’automotive. Attraverso SWOMP, il team ha potuto sperimentare con il diciclopentadiene, un materiale impiegato in pitture, vernici e come ritardante di fiamma, sviluppando un metodo per la sua rapida polimerizzazione mediante luce, rendendolo ideale per la stampa 3D.
Prospettive Future della Stampa 3D con SWOMP
La visione di Leguizamon e del suo team è che SWOMP possa ampliare significativamente il campo di applicazione della stampa 3D, rendendo possibile la creazione di parti per razzi, motori, batterie e perfino per la fusione. Il progetto, originariamente avviato con un finanziamento limitato, ha ricevuto supporto ulteriore per esplorare nuove possibilità, inclusa la collaborazione con il Lawrence Livermore National Laboratory per applicazioni nella fusione nucleare.
Inoltre, SWOMP potrebbe facilitare la stampa 3D in contesti remoti o difficilmente accessibili, come nello spazio o in basi militari isolate, dove trasportare materiali leggeri e produrre in loco ciò che è necessario diventerebbe una soluzione praticabile.
Un Approccio Collaborativo alla Ricerca
Il successo di SWOMP dimostra il valore della collaborazione interdisciplinare. Leguizamon, con la sua esperienza in fotochimica, Appelhans nello sviluppo di materiali per la stampa additiva, Foster nella chimica dei polimeri, e Commisso sui sistemi monomerici per la stampa 3D, hanno unito le loro competenze per superare i limiti delle tecnologie esistenti e spingere le potenzialità della stampa 3D verso nuovi orizzonti.
Il team di Sandia ha così creato un metodo che non solo accelera il processo di stampa 3D, ma migliora anche le prestazioni dei materiali utilizzati, promettendo un futuro dove la stampa 3D può soddisfare esigenze sempre più complesse e diversificate.
