Una delle problematiche principali nel processo di stampa 3D Fused Deposition Modeling (FDM) riguarda la scarsa adesione tra le singole strati di materiale. Per migliorare la resistenza meccanica di queste strutture, spesso viene utilizzato un trattamento termico post-stampa, come la tempra. Tuttavia, una ricerca condotta nel 2017 dai ricercatori della Texas A&M University ha introdotto un’alternativa interessante: l’uso di filamenti in PLA rivestiti con nanotubi di carbonio (CNT), che offrono vantaggi significativi rispetto ai metodi tradizionali.
L’Innovazione dei Nanotubi di Carbonio
I nanotubi di carbonio (CNT) sono particolarmente efficaci per migliorare l’adesione tra le diverse strati stampate, in quanto si concentrano nelle interfacce tra i vari livelli del materiale. L’elemento distintivo di questa ricerca è l’uso di microonde per riscaldare localmente queste interfacce, sfruttando la capacità dei CNT di assorbire le microonde e trasformarle in calore. Questo processo, denominato “Locally Induced RF Heating” (LIRF), permette di applicare il calore direttamente nelle aree in cui è più necessario, senza alterare le dimensioni complessive dell’oggetto stampato.
Vantaggi del Trattamento LIRF
Rispetto ai tradizionali metodi di trattamento termico, l’approccio LIRF presenta numerosi vantaggi. Primo fra tutti, la capacità di riscaldare in modo mirato le zone critiche, riducendo al minimo le deformazioni del componente stampato. Inoltre, il processo è significativamente più rapido ed energeticamente efficiente rispetto alla tempra convenzionale. I risultati ottenuti dimostrano che la resistenza delle giunzioni tra gli strati trattati è comparabile a quella dei pezzi ottenuti tramite stampaggio a iniezione.
Applicazioni Pratiche e Prospettive Future
Nonostante il notevole potenziale di questa tecnica, fino ad oggi l’utilizzo dei CNT per migliorare l’adesione tra gli strati nella stampa 3D è stato limitato. Tuttavia, con la crescente disponibilità di nanotubi di carbonio monostrato e multi-strato, e dispositivi per il riscaldamento a microonde sempre più accessibili, la tecnica LIRF potrebbe vedere un’adozione più ampia in futuro. Il miglioramento della coesione tra le strati è cruciale per una serie di applicazioni industriali, dove la qualità e la durata delle stampe 3D devono rispondere a standard elevati di resistenza.
