Il team di ricerca della TU Darmstadt sta lavorando alla produzione di componenti utilizzando la stampa 3D
Il team di ricerca della TU Darmstadt stabilisce nuovi standard nella produzione di componenti
Darmstadt, 11 maggio 2022. Il Fondo Pioneer sostiene con 100.000 euro il progetto di ricerca “3DConFil” presso il Dipartimento di Sviluppo Prodotto ed Elementi di Macchine dell’Università Tecnica di Darmstadt. Combina la stampa 3D in plastica con l’elaborazione flessibile delle linee e mira quindi a rendere la produzione del prodotto più individuale, più breve e più efficiente in termini di risorse.
Le tecnologie di produzione stanno diventando sempre più complesse, i prodotti più intelligenti e le esigenze dei clienti stanno crescendo. Gli acquirenti di oggi configurano le loro auto secondo i propri desideri, i sistemi di misurazione intelligenti sostituiscono i tradizionali contatori elettrici, i modelli adattati individualmente stanno sostituendo i concetti standard convenzionali. “In tutte le aree, stiamo sperimentando una crescente meccatronizzazione dei prodotti sul mercato”, afferma Kay-Eric Steffan, ricercatore associato presso il Dipartimento di ingegneria meccanica della TU Darmstadt. I requisiti stanno diventando più individuali, la densità funzionale dei prodotti è in aumento. Ma come si può integrare questa crescente diversità nella fabbricazione dei prodotti?
È proprio qui che entra in gioco il progetto di finanziamento 3DConFil. I ricercatori del dipartimento Sviluppo prodotti ed elementi macchina hanno sviluppato un processo ibrido e un sistema di produzione che combina la stampa 3D della plastica con la lavorazione flessibile dei cavi. Ciò significa che cavi, linee elettroniche, tubi flessibili o fibre ottiche sono integrati e integrati nel componente così prodotto. Il successivo montaggio, complesso e costoso nella produzione convenzionale, non è quindi più necessario. “Questo accorcia la catena di processo, risparmia fasi di lavoro e materiale e quindi rende la produzione più efficiente in termini di risorse”, afferma Steffan, coordinatore del progetto di 3DConFil.
Il nome del progetto sta per 3DContinous Filament. Questo processo di stampa consente la costruzione a strati e la stampa di un componente costituito da una speciale miscela di particelle di plastica o metallo. Il team del professor Eckhard Kirchner ha sviluppato un prototipo che include un software speciale e un’innovativa testina di stampa, con l’aiuto del quale i prodotti vengono stampati e le linee, i tubi o i cavi necessari vengono “filati” allo stesso tempo. Una memoria laterale con rulli di guida consente questa infilatura precisa.
Dimensioni, aspetto, requisiti del prodotto sono flessibili, individuali e scalabili in base alle esigenze del cliente. “Questo rende possibili componenti completamente nuovi”, riferisce il professor Kirchner. Cavi e linee potrebbero essere installati anche a spirale, ad esempio, cosa che finora è stata una sfida. L’innovazione va ancora oltre: ad esempio, il team ha progettato una seconda macchina di produzione con base girevole in modo che in futuro possano essere integrati componenti aggiuntivi come sensori, magneti o connettori. A Kirchner piace paragonarlo a sbucciare una mela, che deve essere girata mentre si usa il coltello.
Martin Schinnerl, ricercatore associato presso il Dipartimento di termodinamica tecnica, è una delle persone responsabili di come le macchine possono implementarlo esattamente. Ha sviluppato il software di controllo per il prototipo 3DConFil, che può essere utilizzato anche come collegamento tra il software convenzionale e l’hardware. Questo rende 3DConFil compatibile anche per l’applicazione o la conversione di sistemi esistenti.
Dal 2018 anche diversi team di studenti sono stati coinvolti nella ricerca su 3DConFil. L’innovazione è ora protetta da un brevetto tedesco ed è allo studio un brevetto internazionale. “Stiamo facendo un lavoro pionieristico”, sono convinti il professor Kirchner e Kay-Eric Steffan. Il Pioneer Fund della TU Darmstadt sostiene il progetto con circa 100.000 euro. Il finanziamento ha lo scopo di aumentare il team a quattro persone e rafforzare il modello di business di 3DConFil. L’obiettivo è la maturità del mercato entro il 2024 e la fondazione di una start-up. I ricercatori stanno preparando un finanziamento successivo per il loro spin-off con una sovvenzione EXIST. “Il Pioneer Fund colma il divario tra l’idea e il finanziamento di start-up”, afferma il coordinatore del progetto Steffan.
Contesto: Fondo Pioneer
Il programma di finanziamento interno dell’università Pioneer Fund è stato creato in collaborazione con ENTEGA NATURpur Instituts GmbH ed è gestito dal centro di innovazione e start-up HIGHEST. Con 300.000 euro all’anno, il programma vuole sostenere le innovazioni e aiutare a mettere in pratica i risultati scientifici.
Dal 2016, il fondo seleziona progetti per tre linee di programma in quella che ora è la settima tornata: Pioneers, Activator e Booster. Ulteriori lavori di sviluppo e convalida dei progetti premiati saranno finanziati con un massimo di 135.000 euro per un massimo di 18 mesi. La TU Darmstadt vede il Pioneer Fund come uno strumento importante per l’ulteriore sviluppo dei risultati della ricerca in prodotti, processi o servizi innovativi.
Il progetto 3DConFil è finanziato per dodici mesi ed è uno dei due progetti acquisiti con successo dalla TU Darmstadt nella linea del programma Activator.
Informazioni sull’Università Tecnica di Darmstadt
La TU Darmstadt è una delle principali università tecniche in Germania ed è sinonimo di scienza eccellente e pertinente. La TU Darmstadt svolge un ruolo decisivo nel dare forma alle trasformazioni globali – dalla rivoluzione energetica all’Industria 4.0 all’intelligenza artificiale – attraverso risultati eccezionali e corsi orientati al futuro. TU Darmstadt raggruppa la sua ricerca all’avanguardia in tre campi: energia e ambiente, informazione e intelligenza, materia e materiali. La sua interdisciplinarità incentrata sui problemi e lo scambio produttivo con la società, gli affari e la politica generano progressi per lo sviluppo sostenibile in tutto il mondo. Sin dalla sua fondazione nel 1877, la TU Darmstadt è stata una delle università più internazionali della Germania; come Università tecnica europea, sta costruendo nell’alleanza Unite! un campus transeuropeo. Con i suoi partner delle università del Reno-Meno – l’Università Goethe di Francoforte e l’Università Johannes Gutenberg di Magonza – sta ulteriormente sviluppando la regione metropolitana di Francoforte-Reno-Meno come area scientifica attrattiva a livello globale
