ZDALNY SERWIS PROMUOVE LA STAMPA 3D A GETTO D’INCHIOSTRO REATTIVO CON LA COMBINAZIONE DI TECNOLOGIA DRIP E FDM
La società polacca di servizi IT Zdalny Serwis sta accelerando lo sviluppo della sua tecnologia di stampa 3D Duroplast Reactive Inkjet Printing (DRIP) con l’obiettivo di lanciare un sistema di stampa completo entro la fine dell’anno.
L’azienda sta attualmente lavorando a un aggiornamento FDM per il suo prototipo di stampante DRIP completamente funzionale per consentire la stampa di strutture di supporto per parti e ha lavorato per formulare una gamma di materiali a base di poliuretano con proprietà sia rigide che elastiche ottimizzate per il imminente sistema DRIP.
“Riteniamo che questa tecnologia abbia applicazioni nell’elettronica organica stampata e nella biotecnologia, poiché la stampa di idrogel con alginati è abbastanza facile con questa tecnologia stiamo attualmente esplorando un inchiostro che consente la stampa della cartilagine, ma è nella fase iniziale di ricerca”, ha detto Maciej Zawadzki, capo della ricerca e sviluppo di Zdalny Serwis.
“LA MISCELAZIONE DI DIVERSI INCHIOSTRI BIOCOMPATIBILI CON PRODOTTI FARMACEUTICI POTREBBE CONSENTIRE LA PRODUZIONE DI SISTEMI DI SOMMINISTRAZIONE DI FARMACI, E LA CAPACITÀ DI STAMPARE MATERIALI FUNZIONALMENTE CLASSIFICATI STA MIGLIORANDO ULTERIORMENTE LE POSSIBILI APPLICAZIONI, COME I MATERIALI COMPOSITI”.
Zawadzki e il suo team hanno iniziato a sviluppare la loro tecnologia di stampa 3D DRIP nel 2016 e due anni dopo hanno ottenuto finanziamenti dal Centro nazionale polacco per la ricerca e lo sviluppo per far avanzare il processo. Ora, il team dispone di un prototipo di sistema di stampa 3D DRIP completamente funzionale e lavora continuamente su nuove composizioni di inchiostro per migliorare la stabilità di stampa e migliorare le proprietà del materiale.
Definendo DRIP, Zawadzki ha spiegato: “L’intero concetto si trova a metà strada tra la produzione additiva reattiva (RAM), PolyJet e la stampa a getto d’inchiostro reattiva “.
La tecnologia prevede la collisione di goccioline di inchiostro a mezz’aria che reagiscono rapidamente al momento del contatto per formare parti stampate in 3D.
Il raggiungimento della coalescenza delle goccioline lanciate è importante per garantire che la reazione desiderata tra i diversi inchiostri avvenga in modo affidabile. A tal fine, un separatore e un’atmosfera di gas inerte impediscono l’ostruzione del distributore di inchiostro e garantiscono un funzionamento stabile della testina di stampa. Nel frattempo, un controller integrato misura le goccioline e ricalcola i parametri di getto quando necessario.
Una volta depositate, le goccioline combinate contenenti gli inchiostri reattivi iniziano a polimerizzare immediatamente dopo essere state miscelate, formando una struttura gel in pochi secondi in modo che il materiale non scorra sotto il proprio peso. La polimerizzazione completa dell’oggetto stampato in 3D richiede circa 24 ore.
La stampa 3D basata su getto d’inchiostro offre ai ricercatori l’opportunità di creare dispositivi microscopici e complessi da utilizzare nella ricerca medica e chimica , oltre alle applicazioni di microfluidica e laboratorio su chip , grazie alla sua precisione drop on demand.
Negli ultimi anni, sono state implementate variazioni della tecnologia per ricerche mediche e chimiche precise , per applicazioni della cosiddetta stampa 2.5D e nello sviluppo di altri nuovi processi di produzione additiva ibrida .
Raggiungere proprietà diverse tramite DRIP
Secondo l’azienda, il tempo di deposizione dello strato e il tempo di reazione tra gli inchiostri sono parametri chiave che influenzano le variazioni nelle proprietà degli oggetti stampati. Secondo quanto riferito, la stampante prototipo DRIP è in grado di raggiungere una precisione di deposizione di goccioline combinata di oltre 10 um con goccioline combinate di diametro 300 um.
In questo modo, le goccioline di inchiostro possono essere messe in collisione e unite in modo affidabile con frequenze fino a 1 kHz, con correzione automatica in linea dei tempi di erogazione, nonché dei volumi e delle velocità delle gocce. Questo controllo consente alla stampante DRIP di alterare i rapporti di miscelazione degli inchiostri reattivi per consentire la produzione di materiali di grado funzionale.
Da quando la tecnologia è stata sviluppata per la prima volta, il team di Zdalny Serwis ha ampliato il sistema di stampa per includere due sistemi di testine di stampa che facilitano la miscelazione di diversi tipi di materiali in una stampa. L’azienda è attualmente concentrata sullo sviluppo di inchiostri a base di poliuree e poliuretani, ma ha anche testato con successo siliconi e acrilati.
DRIP consente la miscelazione di diversi componenti in diverse proporzioni al fine di ottenere materiali con parametri variabili. Ad esempio, abbassando la quantità di agente indurente durante il processo di stampa si otterranno materiali con maggiore elasticità. Poiché l’azienda modifica le proporzioni durante il processo di stampa, può realizzare prodotti con un graduale cambiamento delle proprietà.
“Abbiamo sviluppato un sistema che consente un funzionamento stabile garantendo una coalescenza ripetibile delle goccioline con un’elevata precisione di deposizione delle goccioline”, ha affermato Zawadzki. “A nostro avviso, questa tecnologia è molto promettente ma richiede materiali più speciali per mostrare appieno i suoi vantaggi.”
Con il lancio ufficiale della stampante DRIP entro la fine dell’anno, Zawadzki e il suo team hanno lavorato a un aggiornamento FDM per la macchina per consentire la stampa di strutture di supporto e l’intreccio di materiali FDM con gli inchiostri reattivi.
Secondo l’azienda, l’aggiornamento sarà disponibile in estate, in tempo per la presentazione della stampante in autunno.
“In futuro, sarebbe possibile creare speciali filamenti FDM reattivi per ottenere una reazione tra diversi strati di materiale”, ha detto Zawadzki. “I materiali con cui intendiamo lanciare sono basati su poliuretani con proprietà rigide o elastiche che hanno proprietà del materiale migliori rispetto al TPU attualmente disponibile per FDM.”
