Rivoluzionaria tecnologia di stampa 4D: forme che cambiano da sole!

Rivoluzionaria tecnologia di stampa 4D: forme che cambiano da sole!

La produzione additiva ha fatto progressi significativi negli ultimi anni, in particolare nel settore della stampa 4D. Si riferisce alla produzione di strutture attive con memoria di forma, che possono essere controllate da parametri di processo specifici. Si tratta di uno stiramento del materiale, che si ghiaccia quando si raffredda. Quando la struttura viene successivamente riscaldata, cambiano forma. L’area di ricerca della stampa 4D apre opportunità promettenti in vari settori, tra cui la tecnologia medica e l’aerospaziale. Come TU Braunschweig riferisce che un progetto sotto gli auspici della DFG sta studiando l'influenza di diversi parametri sul cambiamento di forma dei polimeri termoplastici.

Le strutture create con la memoria di forma possono cambiare sotto l'influenza di stimoli esterni come temperatura, campi elettrici o luce, consentendo numerose applicazioni nella tecnologia moderna. I materiali termoplastici che diventano morbidi e malleabili quando riscaldati offrono vantaggi perché si induriscono nuovamente senza alcun cambiamento chimico strutturale non appena vengono raffreddati. Per garantire un comportamento affidabile della memoria di forma, gli scienziati hanno sottoposto il materiale a test termo-meccanici.

Progressi e applicazioni della ricerca

In uno studio, l’ETH di Zurigo ha studiato come si possono produrre strutture stampate in 4D con memoria di forma. Questo studio è intitolato “Large Shape Transforming 4D Auxetic Structures” e analizza le strutture programmabili che si espandono e si contraggono quando esposte al calore. Forte Stampa 3D I ricercatori utilizzano metamateriali termoviscoelastici che formano forme geometriche complesse. Alcune aree delle strutture possono espandersi fino al 200%. Ciò mostra una maggiore malleabilità rispetto agli studi precedenti ed evidenzia il potenziale della tecnologia per la biomedicina, l’edilizia e l’aerospaziale.

Una caratteristica eccezionale della stampa 4D è la capacità di controllare la configurazione delle strutture create senza modifiche manuali. Ciò apre nuove prospettive applicative, soprattutto per i campi di applicazione in cui i trigger elettromeccanici non sono pratici. Le strutture programmabili richiedono inoltre meno spazio e strutture di supporto, aumentando ulteriormente l'efficienza del processo di stampa.

Sviluppo e automazione dei materiali

Oltre ai materiali innovativi nella stampa 4D, la tecnologia QLS di Fabbrica NXT la lavorazione di materiali resistenti alle alte temperature come la poliammide 613. Questa tecnologia, sviluppata appositamente per la produzione additiva completamente automatica e senza supervisione, rappresenta un ulteriore progresso che facilita il passaggio dai prototipi alla produzione in serie di piccole e medie dimensioni. La piattaforma QLS 350 utilizza una sorgente luminosa laser brevettata ed è progettata per aumentare significativamente la capacità produttiva.

La collaborazione tra Evonik e NXT Factory mira a ottimizzare ulteriormente l’efficienza della produzione additiva combinando materiali innovativi e nuove tecnologie. Evonik è diventata leader nella produzione di polveri di poliammide 12 per tecnologie di produzione additiva e prevede di introdurre la polvere polimerica resistente alle alte temperature PA 613 nel primo trimestre del 2020.

In sintesi, gli sviluppi nella stampa 4D e i progressi nella tecnologia dei materiali promettono un’ampia gamma di applicazioni. Dalla tecnologia medica ai viaggi nello spazio, aprono nuove prospettive che potrebbero espandere i confini delle precedenti tecnologie di produzione. Gli attuali progetti di ricerca e le innovazioni dei materiali sono solo l’inizio di una nuova era della produzione additiva.