All’Università del Michigan una stampante 3D fa il record di velocità

Photo: Evan Dougherty/Michigan Engineering

Alcuni ricercatori della University of Michigan hanno elaborato un nuovo metodo di stampa 3D che riesce a produrre oggetti in resina con una velocità superiore cento volte rispetto ai metodi tradizionali di fusione di plastiche.

Timothy Scott è il professore associato di ingegneria chimica dell'Università americana che ha co-diretto lo sviluppo del nuovo approccio di stampa 3D con il professore di ingegneria chimica e biomedica Mark Burns,

Per Scott, si legge sul sito dell'Università del Michigan "utilizzando approcci convenzionali, questi risultati non sono raggiungibili, a meno di disporre di centinaia di macchine".

Il metodo elaborato dai ricercatori solidifica la resina liquida utilizzando due luci per controllare dove si indurisce la resina e dove rimane fluida. Ciò consente di consolidare la resina in modelli più sofisticati.

In tal modo si puiò realizzare un bassorilievo 3D in una singola ripresa invece che utilizzare una serie di linee 1D o di sezioni 2D.

Le dimostrazioni di stampa effettuate dal gruppo di ricercatori includono un reticolo, una barca giocattolo e un blocco a forma di M rappresentante il logo dell'Università del Michigan.

Un articolo che descrive la ricerca dell'Università del Michigan, intitolato "“Rapid, continuous additive manufacturing by volumetric polymerization inhibition patterning”, sarà pubblicato su Science Advances.

L'innovazione dell'approccio 3D è quella di superare i limiti dei precedenti metodi di stampa in resina, che tende a solidificare nel momento in cui emerge.

Creando un'area relativamente ampia dove non si verifica alcuna solidificazione possono essere utilizzate resine più spesse, potenzialmente con additivi rinforzanti in polvere, per produrre oggetti più durevoli.

Il segreto sta chimica della resina. Nei sistemi convenzionali, c'è solo una reazione per la quale un fotoattivatore indurisce la resina. I ricercatori dell'Università del Michigan utilizzano anche un fotoinibitore, che risponde a una diversa lunghezza d'onda della luce.

 

 

Per il professor Scott "è possibile ottenere materiali molto più resistenti e molto più resistenti all'usura". Il metodo elaborato nell'Università del Michigan, infatti, punta a migliorare anche l'integrità strutturale della stampa 3D dei filamenti, in quanto questi oggetti hanno punti deboli nelle interfacce tra i livelli.

Una soluzione precedente al problema della solidificazione era quella di far passare ossigeno nella resina per bloccare la solidificazione vicino alla finestra di emersione, lasciando una pellicola da rimuovere dalla superficie appena stampata.

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Ma poiché per questa soluzione era necessario ricorrere a nastro trasparente, la resina doveva essere molto liquida per scorrere abbastanza velocemente nel piccolo spazio tra l'oggetto appena solidificato e la finestra di emersione. Questo modo di procedere, secondo i ricercatori, ha limitato la stampa a piccoli e delicati oggetti.

Sostituendo l'ossigeno con una seconda luce che ferma la solidificazione, il team di ricercatori del Michigan può consentite alla resina di scorrere più velocemente.

Invece che limitarsi a controllare la solidificazione in un piano bidimensionale, questo metodo può modellare i due tipi di luce per indurire la resina con logica tridimensionale.

 

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