xolo 2001 dell’ingegnere italiano Davide Marin

xolo riduce la Xolography a un bioprinter da 600 grammi pensando alla produzione in orbita

Un sistema di stampa 3D volumetrica che pesa circa 600 grammi e occupa un volume esterno di appena 14 × 12 × 10 centimetri potrebbe diventare il prossimo passo della strategia spaziale di xolo. L’azienda berlinese ha mostrato un prototipo denominato informalmente xolo 2001, costruito dall’ingegnere italiano Davide Marin partendo dall’architettura ottica utilizzata nei recenti esperimenti di microgravità. L’obiettivo dichiarato dal CEO Dirk Radzinski è portare una versione estremamente compatta della tecnologia Xolography su una piattaforma orbitale, dove i ricercatori possano utilizzarla per produrre in pochi secondi o minuti strutture tridimensionali in idrogel contenenti cellule. È però essenziale distinguere ciò che esiste già da ciò che xolo vorrebbe realizzare: il prototipo da 600 g è reale, la tecnologia è già stata provata in microgravità durante campagne paraboliche e nel settembre 2026 sono stati sperimentati bioprinter miniaturizzati; non risulta invece ancora annunciata una missione orbitale, una data di lancio o un contratto con una stazione spaziale.

La storia è più interessante del semplice tentativo di rendere più piccola una stampante. La Xolography possiede alcune caratteristiche che la rendono particolarmente adatta all’ambiente spaziale. Non costruisce infatti l’oggetto depositando materiale layer dopo layer e non richiede un piano sul quale il pezzo debba rimanere appoggiato grazie al proprio peso. La struttura nasce all’interno di un volume di materiale fotoattivo contenuto in una cuvetta chiusa, attraverso l’interazione di due differenti lunghezze d’onda. In microgravità questo elimina alcuni problemi che interessano altri processi additivi e, paradossalmente, può persino permettere di utilizzare formulazioni meno viscose rispetto a quelle necessarie sulla Terra.

Il piccolo xolo 2001 non è la macchina già testata sul volo DLR

La sequenza temporale merita di essere chiarita. Nel settembre 2026 xolo ha partecipato alla 47ª campagna di volo parabolico della Deutsche Raumfahrtagentur im DLR, all’interno del progetto XIMBio – Weiterentwicklung der Xolographie: Ein leichter und kompakter Bioprinting-Demonstrator als Forschungsinstrument für biologische Studien in Mikrogravitation. Per quell’esperimento erano già stati costruiti bioprinter compatti conformi ai requisiti di sicurezza del volo parabolico.

Dopo la campagna, Davide Marin ha preso il nucleo ottico del sistema, derivato dall’architettura del xolo Xell, e ha provato a ridurre ulteriormente il dispositivo. Secondo quanto comunicato da xolo, il lavoro è nato come iniziativa individuale dell’ingegnere e non all’interno di uno specifico programma di sviluppo prodotto. Il risultato è il sistema da 600 g mostrato a fine settembre.

Non è quindi corretto scrivere che il xolo 2001 da 600 g abbia già volato in microgravità. A volare è stata la precedente configurazione XIMBio. Il piccolo prototipo nasce dall’esperienza accumulata durante quel programma e rappresenta un possibile passo successivo.

In termini di semplice involucro geometrico, il prototipo da 14 × 12 × 10 cm occupa circa 1,68 litri, mentre le dimensioni esterne dichiarate del Xell commerciale corrispondono a circa 32,9 litri. Il volume dell’involucro è quindi dell’ordine di venti volte inferiore. Il confronto è soltanto geometrico: non conosciamo il peso del Xell né sappiamo se tutte le funzioni accessorie del prodotto commerciale siano replicate nel piccolo prototipo.

La Xolography non costruisce realmente l’oggetto “tutto in una volta”

La stampa volumetrica viene spesso descritta come un processo nel quale l’intero oggetto appare istantaneamente all’interno della resina. È un’immagine efficace, ma per la Xolography è tecnicamente più corretto parlare di linear volumetric additive manufacturing.

Il principio è stato descritto per la prima volta in dettaglio nel lavoro pubblicato nel 2020 su Nature da Martin Regehly, Yves Garmshausen, Marcus Reuter, Niklas F. König, Eric Israel, Damien P. Kelly, Chun-Yu Chou, Klaas Koch, Baraa Asfari e Stefan Hecht.

La resina contiene un dual-color photoinitiator, DCPI, cioè una molecola fotoattivabile progettata per reagire a due differenti illuminazioni. Un primo fascio, organizzato come una sottile light sheet, attraversa il volume e porta il fotoiniziatore in uno stato fotochimico attivato. Una seconda proiezione, proveniente da una direzione differente, fornisce l’altra lunghezza d’onda necessaria all’avvio della polimerizzazione.

Il materiale solidifica soltanto nelle zone nelle quali le due condizioni luminose si sovrappongono nella maniera prevista dal file digitale.

Durante la stampa la light sheet attraversa continuamente la cuvetta mentre l’immagine proiettata cambia in sincronia. Non vengono quindi creati tradizionali strati bidimensionali sovrapposti, ma nemmeno tutti i voxel dell’intero componente vengono necessariamente polimerizzati esattamente nello stesso istante.

La distinzione non è puramente semantica: spiega perché xolo possa ottenere le caratteristiche del volumetric printing mantenendo un controllo spaziale molto elevato.

Perché la gravità è un problema per molte tecnologie additive

La maggior parte dei processi di stampa 3D è stata progettata in un ambiente nel quale esiste un “alto” e un “basso”. Una FFF deposita il filamento su una superficie sottostante. Una stampante a resina tradizionale deve gestire flusso del materiale, movimento della piattaforma e forze di distacco. Le tecnologie a polvere devono impedire che le particelle si disperdano.

In microgravità questi presupposti cambiano.

Una particella non cade naturalmente sul letto, una goccia non assume necessariamente il comportamento osservato sulla Terra e un materiale liquido non forma spontaneamente una superficie orizzontale.

La Xolography aggira una parte di questi problemi perché il volume fotosensibile viene mantenuto all’interno di una cuvetta chiusa. L’oggetto non deve crescere appoggiandosi a un piano e, durante la polimerizzazione, è sostenuto dal materiale circostante.

Inoltre, il processo non dipende dall’estrusione di un filamento o dall’espulsione di gocce attraverso un ugello. Questo è particolarmente interessante per la biofabbricazione, perché permette teoricamente di evitare le sollecitazioni di taglio che le cellule subiscono quando vengono spinte attraverso un nozzle molto piccolo.

I test in microgravità sono iniziati diversi anni prima del nuovo prototipo

La partecipazione di xolo alla campagna DLR del 2026 non è stata la prima prova in assenza di gravità.

Durante le precedenti 40ª e 41ª campagne di volo parabolico DLR, il gruppo aveva già testato la Xolography in microgravità. I risultati sono stati successivamente pubblicati sulla rivista peer-reviewed Advanced Materials nel lavoro “Xolography for 3D Printing in Microgravity”.

Gli esperimenti hanno mostrato che il processo poteva funzionare senza una modifica fondamentale dell’architettura quando l’accelerazione passava dalla normale gravità terrestre alla microgravità.

Secondo lo studio, durante le fasi di μG sono stati prodotti oggetti completi entro la finestra di una singola parabola, quindi in circa 20 secondi per diverse geometrie sperimentali.

La 47ª campagna del 2026 prevedeva normalmente 31 parabole per giornata di volo, con circa 22 secondi di microgravità per parabola. Il fatto che un intero oggetto possa essere completato entro questo intervallo è estremamente utile dal punto di vista sperimentale: consente di ripetere più volte la stessa prova durante un solo volo invece di costruire soltanto una frazione del componente in ciascuna parabola.

In microgravità si possono usare anche resine sorprendentemente poco viscose

Uno dei risultati più interessanti delle precedenti campagne riguarda la reologia.

Sulla Terra una formulazione molto fluida può creare problemi perché differenze di densità, sedimentazione e moto guidato dalla gravità possono spostare il materiale o le particelle incorporate durante il processo.

Lo studio pubblicato su Advanced Materials ha mostrato in microgravità la possibilità di lavorare anche con formulazioni con viscosità di circa 11 mPa·s.

Per confronto, l’acqua a temperatura ambiente ha una viscosità dell’ordine di 1 mPa·s. Il valore di 11 mPa·s rappresenta quindi un liquido ancora relativamente fluido rispetto a molte resine da stampa 3D.

Questo non significa che qualsiasi liquido possa essere usato nello spazio. Proprietà ottiche, diffusione delle specie reattive, fotochimica e stabilità rimangono determinanti. Ma la riduzione della gravità elimina almeno uno dei motivi per cui sulla Terra si può essere costretti a rendere una formulazione più viscosa.

Per la biofabbricazione questo può diventare un vantaggio importante: formulazioni troppo dense non sono sempre ideali per cellule, diffusione di nutrienti e imitazione della matrice extracellulare.

XIMBio ha spostato il problema dalla plastica alle cellule

Le prime prove in microgravità puntavano soprattutto a verificare il principio fisico con resine acriliche e idrogel. Il programma XIMBio della 47ª campagna ha introdotto un obiettivo biologico molto più esplicito.

Secondo il DLR, xolo ha sviluppato formulazioni a base acquosa e compatibili con cellule, destinate a produrre materiali morbidi, gelatinosi e microporosi nei quali le cellule possano vivere, interagire e differenziarsi.

Non è un dettaglio secondario. Una resina fotopolimerizzabile adatta alla produzione di un componente tecnico può contenere monomeri, fotoiniziatori o solventi incompatibili con cellule viventi. Un bioink deve contemporaneamente soddisfare requisiti molto diversi:

• reagire abbastanza rapidamente alla luce;
• essere sufficientemente trasparente per il sistema ottico;
• non essere eccessivamente citotossico;
• possedere proprietà meccaniche compatibili con il tessuto studiato;
• mantenere sufficienti scambi di nutrienti;
• sostenere le cellule durante e dopo la stampa.

La tecnologia ottica può quindi essere veloce, ma senza la chimica appropriata non esiste bioprinting.

Gli studi scientifici mostrano progressi reali, ma anche compromessi di citotossicità

Nel 2025 un gruppo della Eindhoven University of Technology, con la partecipazione di Niklas König di xolo, ha pubblicato su Advanced Materials una ricerca specifica sulla Xolography applicata agli idrogel.

Sono stati realizzati costrutti centimetrici con feature positive dell’ordine di 20 µm e cavità negative intorno a 100 µm, lavorando con materiali quali GelMA e PEGDA. Gli autori hanno inoltre dimostrato la possibilità di variare localmente la rigidità attraverso proiezioni in scala di grigi.

È però emerso un aspetto importante: alcuni componenti della formulazione, in particolare fotoiniziatore e co-iniziatore in forma non reagita e a determinate concentrazioni, potevano ridurre l’attività metabolica delle cellule.

Il processo è quindi compatibile con la biofabbricazione, ma “biocompatibile” non significa che qualsiasi miscela xolografica sia automaticamente innocua per qualsiasi tipo cellulare.

Un secondo studio pubblicato nel 2025, denominato Bioxolography, ha ulteriormente sviluppato la formulazione e dimostrato la stampa di costrutti viventi superiori a 1 cm³ in pochi minuti, con buona vitalità cellulare e possibilità di coltura a lungo termine. Anche qui, però, formulazione chimica e concentrazione dei singoli componenti rimangono parte essenziale del processo.

Durante la campagna 2026 due bioprinter dovevano produrre fino a 180 campioni

Il dato più concreto del progetto XIMBio è la quantità di esperimenti prevista durante la 47ª campagna.

Secondo il DLR erano presenti due dimostratori miniaturizzati, con l’obiettivo di produrre durante le fasi di microgravità fino a 180 stampe individuali utilizzando tre biomateriali differenti.

La quantità va interpretata correttamente: 180 stampe sperimentali non equivalgono a 180 organi o tessuti clinicamente utilizzabili. Si tratta di piccoli campioni progettati per ottenere un numero statisticamente utile di condizioni sperimentali durante il limitato tempo in μG.

Dopo il volo, i campioni vengono analizzati in laboratorio per capire come dettagli geometrici su scala micrometrica influenzino il comportamento delle cellule.

È proprio questo tipo di sperimentazione che rende interessante una stampante estremamente veloce in microgravità. Il valore non consiste nel produrre un grande oggetto, ma nel poter eseguire molte condizioni biologiche differenti durante pochi minuti complessivi di assenza di peso.

Perché produrre tessuti nello spazio anziché semplicemente portarli da Terra

Il possibile utilizzo orbitale descritto da xolo non è principalmente quello della produzione di pezzi di ricambio. Per quella funzione esistono tecnologie additive più adatte a materiali strutturali.

La Xolography viene proposta soprattutto come strumento scientifico per biofabbricazione.

Una struttura cellulare preparata sulla Terra può essere lanciata verso una stazione spaziale, ma durante il trasporto è sottoposta a vibrazioni, accelerazioni, variazioni di temperatura e tempi logistici che possono alterare l’esperimento prima ancora che inizi.

La produzione direttamente in orbita consentirebbe invece di preparare i materiali di partenza e fabbricare il costrutto immediatamente prima dell’esperimento.

Un ricercatore potrebbe teoricamente definire la geometria sulla Terra, trasmettere il file digitale alla stazione, produrre il campione e iniziare l’osservazione biologica quasi immediatamente.

Non significa che il processo sia logisticamente semplice nel senso comune. Cellule, idrogel e reagenti devono comunque essere lanciati, conservati e manipolati in condizioni controllate. Ma il carico utile potrebbe essere molto più flessibile rispetto al trasporto di ogni possibile struttura biologica già formata.

xolo immagina una stampante “prenotabile” da ricercatori differenti

Dirk Radzinski ha descritto una possibile configurazione nella quale il piccolo bioprinter rimanga installato permanentemente su una piattaforma orbitale e possa essere utilizzato da diversi gruppi scientifici, quasi come una facility condivisa.

È un modello interessante perché una missione spaziale ha costi elevati e una macchina utilizzabile per un solo esperimento avrebbe una giustificazione economica più difficile. Un dispositivo compatto e riconfigurabile potrebbe invece diventare infrastruttura comune.

Il concetto è simile a quello già utilizzato per altri rack scientifici sulla ISS: l’hardware di base rimane in orbita mentre cambiano campioni, protocolli e obiettivi.

Ma questo è, al settembre 2026, un progetto proposto da xolo, non una facility spaziale approvata.

L’azienda ha pubblicamente citato realtà come Vast, Axiom Space, Starlab, ATMOS Space Cargo, Space Cargo Unlimited, Space Applications Services, Kayser Italia, Yuri e Varda Space Industries fra i potenziali partner con cui vorrebbe discutere il progetto. L’elenco non deve essere interpretato come un insieme di partnership o contratti già firmati.

600 grammi sono interessanti, ma un payload spaziale è molto più della stampante

La miniaturizzazione è chiaramente positiva quando ogni chilogrammo inviato in orbita incide sul costo e sulla progettazione della missione. Ma dichiarare un peso di 600 g per il dispositivo non significa avere un payload completo da 600 g.

Un esperimento orbitale necessita anche di:

• alimentazione e conversione elettrica;
• interfacce meccaniche;
• contenimento di liquidi;
• biomateriali e cuvette;
• eventuale refrigerazione;
• controllo della temperatura;
• elettronica di comunicazione;
• sicurezza ottica;
• contenimento secondario;
• eventuali consumabili;
• gestione dei campioni dopo la stampa.

Il peso realmente assegnato alla missione potrebbe quindi essere significativamente superiore a quello della sola unità ottica.

Anche il volume di 14 × 12 × 10 cm riguarda il prototipo mostrato da xolo, non necessariamente il volume finale di un payload qualificato per il lancio.

Il fatto che una macchina abbia volato su un Airbus ZERO-G non la rende automaticamente space-qualified

Il successo nelle campagne paraboliche rappresenta un passaggio importante ma non deve essere confuso con la qualification orbitale.

Un volo parabolico permette di verificare il funzionamento durante cicli alternati di microgravità, 1 g e circa 1,8 g. È un ambiente ottimo per esperimenti rapidi e per individuare problemi legati direttamente alla gravità.

Una missione orbitale introduce requisiti ulteriori: vibrazioni e shock del lancio, compatibilità elettromagnetica, sicurezza antincendio, degassing dei materiali, contenimento dei liquidi, affidabilità per periodi più lunghi e interfacciamento con il veicolo.

In un sistema biologico entrano inoltre in gioco sterilità e biosicurezza.

Il DLR afferma che il dimostratore XIMBio soddisfa i requisiti di sicurezza necessari per il volo parabolico e che robustezza e dimensioni ne mostrano il potenziale come payload spaziale. Non afferma che sia già qualificato per una missione orbitale.

Una cuvetta sigillata è particolarmente utile in microgravità

Uno dei vantaggi dell’architettura xolo è l’impiego di contenitori chiusi.

In assenza di gravità, gestire un liquido aperto è problematico: la tensione superficiale diventa dominante e il materiale può aderire alle pareti, formare bolle o distribuirsi in modi poco intuitivi.

Una cuvetta sigillata elimina gran parte del rischio che la resina o il bioink si disperdano nella cabina.

Questo può risultare particolarmente importante su una stazione abitata, dove la dispersione di fotopolimeri o cellule non sarebbe accettabile.

Il contenitore chiuso aiuta anche a mantenere la sterilità nelle applicazioni biologiche.

La velocità ha un significato diverso nel bioprinting

In una normale stampante 3D una riduzione da trenta minuti a venti secondi può essere interpretata principalmente come guadagno produttivo.

Con cellule viventi la velocità può avere un’importanza biologica.

Una stampa extrusion-based può sottoporre le cellule a shear stress mentre attraversano l’ugello e può richiedere tempi relativamente lunghi per strutture complesse. Durante questo periodo cambiano temperatura, ossigenazione e condizioni del materiale.

Nella Xolography le cellule rimangono incorporate nel volume liquido o gelificato mentre la struttura viene fotopolimerizzata.

Questo evita lo shear imposto dalla deposizione attraverso nozzle, ma introduce un altro problema: esposizione alla luce e alla chimica della fotopolimerizzazione.

Non esiste quindi un processo biologicamente privo di sollecitazioni. Il vantaggio deve essere verificato sul tipo cellulare, sull’idrogel, sul fotoiniziatore e sulla dose luminosa utilizzata.

Microgravità e stampa di tessuto non significano stampa di un organo funzionante

Un’altra distinzione importante riguarda il termine “tissue”.

I costrutti cellulari dimostrati mediante volumetric bioprinting possono imitare alcuni aspetti geometrici e meccanici dei tessuti, ma questo è molto diverso dal realizzare un organo umano completo e trapiantabile.

La vascolarizzazione rimane uno dei principali limiti della tissue engineering. Le cellule che si trovano lontane da una fonte di ossigeno e nutrienti non possono sopravvivere indefinitamente soltanto grazie alla diffusione.

La possibilità di produrre microcanali curvi e strutture vascolari surrogate con elevata risoluzione è quindi scientificamente interessante, ma un modello contenente canali non equivale a una rete vascolare biologicamente perfusa e funzionale.

Per il futuro prossimo, una delle applicazioni più realistiche del sistema orbitale sarebbe probabilmente la produzione di modelli di tessuto e modelli di malattia per studiare il comportamento cellulare in microgravità, esattamente come indicato dal DLR.

La Xolography ha anche limiti dimensionali

La velocità molto elevata può far pensare che il processo sia semplicemente superiore alle tecnologie layer-by-layer. Il principale limite attuale è invece il volume di costruzione.

Il Xell commerciale ha un build volume di appena 10 × 17 × 10 mm³, mentre il più grande Xube² utilizza cuvette e proiezioni scalabili fino a dimensioni dell’ordine di alcuni centimetri e una build dimension dichiarata fino a circa 80 mm in una direzione.

Questo è sufficiente per piccoli costrutti biologici, microfluidica, ottica e dispositivi biomedicali, ma non rende la tecnologia adatta alla produzione di grandi componenti strutturali.

Aumentando le dimensioni diventano problematiche attenuazione e scattering della luce, risoluzione della proiezione e controllo della dose sull’intero volume.

La miniaturizzazione verso xolo 2001 va quindi nella direzione opposta rispetto a gran parte dell’additive manufacturing industriale: invece di aumentare il build volume, xolo vuole ridurre drasticamente hardware e massa mantenendo un volume di lavoro sufficiente per esperimenti biologici.

Xell e xolo 2001 sono due cose molto diverse

Il Xell è già un prodotto commerciale dedicato principalmente ai laboratori. Le sue specifiche pubbliche comprendono:

Il piccolo xolo 2001 non dispone invece, al momento, di una scheda tecnica commerciale. Non conosciamo volume utile, risoluzione, potenza delle sorgenti, consumo elettrico, range termico, compatibilità con biomateriali o durata prevista.

Il fatto che il nucleo ottico derivi dal Xell non permette di trasferirne automaticamente le specifiche.

Il dispositivo deve quindi essere descritto come proof of concept hardware, non come versione space-qualified o “Xell Space” pronta per l’acquisto.

La compattezza può diventare più importante della produttività assoluta

Per una macchina industriale terrestre si valuta spesso la produttività in parti/ora o cm³/ora.

Un payload scientifico orbitale ha una funzione obiettivo differente. Massa, volume, consumo elettrico e tempo astronauta possono essere più importanti della quantità assoluta di materiale prodotto.

Una stampante che realizza un campione biologico di pochi millimetri in venti secondi può essere estremamente utile anche se il volume totale prodotto in un’intera missione è minimo.

Il valore sta nella possibilità di variare digitalmente l’esperimento senza inviare un nuovo dispositivo per ogni geometria.

È questo il contesto nel quale i 600 grammi del xolo 2001 diventano interessanti.

La possibilità di utilizzare piattaforme commerciali rende il momento favorevole

La ricerca di partner citata da xolo arriva inoltre in una fase nella quale il mercato delle piattaforme in orbita bassa sta cambiando.

La ISS si avvicina alla fase finale del proprio programma e diverse aziende stanno sviluppando infrastrutture commerciali in Low Earth Orbit. Per una piccola azienda europea, poter collocare un payload standardizzato su una piattaforma privata potrebbe diventare più accessibile rispetto alla costruzione di un intero esperimento specificamente legato a una singola missione governativa.

Tuttavia, nominare Axiom Space, Vast o Starlab in un post non significa che queste società abbiano già accettato di ospitare il sistema.

Al 29 settembre 2026 non risultano pubblicamente annunciati contratto di lancio, manifest, stazione ospitante, data di volo o programma astronautico associato al xolo 2001.

Dal test di venti secondi a un laboratorio orbitale permanente c’è ancora molta ingegneria

La sequenza di sviluppo è comunque significativa. Prima xolo ha dimostrato il principio della Xolography sulla Terra. Successivamente il processo è stato sottoposto a cicli di microgravità in volo parabolico. La ricerca peer-reviewed ha verificato che la qualità poteva essere mantenuta anche in μG e che formulazioni molto fluide potevano diventare utilizzabili. Nel 2025 gli studi hanno esteso il sistema a idrogel e materiale biologico con cellule. Nel settembre 2026 XIMBio ha portato bioprinter miniaturizzati nella 47ª campagna DLR. Subito dopo, Davide Marin ha dimostrato che il nucleo tecnologico poteva essere ulteriormente ridotto fino a un apparecchio grande quanto una mano.

Questo costituisce un percorso sperimentale coerente.

Non significa però che l’ultimo passaggio — dal volo parabolico all’orbita — sia già risolto.

La vera sfida non sarà probabilmente dimostrare per l’ennesima volta che la fotopolimerizzazione funziona a zero g. Sarà trasformare un elegante prototipo da laboratorio in un payload che possa sopportare il lancio, funzionare ripetutamente per mesi, essere utilizzato con procedure semplici, gestire in sicurezza biomateriali e liquidi e produrre dati scientificamente riproducibili.

Se xolo riuscirà a trovare un partner orbitale, il primo risultato importante non sarà quindi “stampare un organo nello spazio”. Sarà molto più concreto: mettere a disposizione degli scienziati una piccola piattaforma con la quale fabbricare rapidamente e su richiesta modelli biologici tridimensionali direttamente nell’ambiente in cui devono essere studiati.

Per la ricerca in microgravità potrebbe essere una capacità molto più utile di quanto suggerisca il peso di appena 600 grammi.

Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).