Stampa 4D aggiunge “quarta dimensione” del tempo agli oggetti: ecco la nuova tecnica

Abstract grafico (credito: DOI: 10.1016/j.addma.2021.102337 | MaTrEx AM: A new hybrid additive manufacturing process to selectively control mechanical properties - ScienceDirect)

Una tecnica di stampa 3D innovativa che aggiunge una sorta di a ” quarta dimensione” agli oggetti da costruire è stata sviluppata da un team di ricercatori della Loughborough University. La cosiddetta “stampa 4D” in realtà non è una novità assoluta: nel corso degli ultimi anni sono diversi i team di scienziati che hanno proposto la stampa di oggetti la cui forma può poi cambiare nel corso del tempo in base a varie caratteristiche o sostanze aggiuntive.

Material Treatment Extrusion Additive Manufacturing (MaTrEx-AM)

In questo caso i ricercatori hanno ideato una tecnica di stampa 4D denominata Material Treatment Extrusion Additive Manufacturing (MaTrEx-AM). L’agente “additivo” in questo caso è l’acetone, una sostanza che gli scienziati hanno scelto per indurire determinate aree o strati dell’oggetto stampato.
A seconda della quantità di acetone applicata in mezzo agli strati dell’oggetto stampato, quest’ultimo può presentare proprietà meccaniche, ad esempio quelle relative a parti che possono deformarsi.

Tutto dipende dal tempo

Tutto dipende dal tempo: a seconda del tempo che passa avviene un livello di deformazione diverso. Il concetto di per sé potrebbe rivelarsi utile per una varietà di oggetti. Nel comunicato della Loughborough si fa riferimento ai caschi protettivi: questi ultimi potrebbero contare su dei reticoli 4D nell’imbottitura per evitare le lesioni procurate dagli impatti o per gli impianti biomedici. In generale questa tecnica si rivela utile per tutti questi oggetti che si deformano e la cui deformazione può essere controllata nel corso del tempo.

Un’altra dimensione aggiunta alla capacità dei materiali

Le proprietà meccaniche dell’oggetto stampato, infatti, dipendono intrinsecamente dal tempo. Ecco perché si parla di un’altra dimensione aggiunta alla capacità stessa dei materiali. In questo caso il livello di plasticità può aumentare fino a 25 volte dopo il trattamento con l’acetone.
Andy Gleadall, uno degli scienziati impegnati nel progetto, spiega che il processo che hanno ideato si basa sull’aggiunta di materiale strato per strato e, tra gli strati stessi, ci sono delle scanalature: “Le parti stampate in 3D sono spesso deboli a causa del modo in cui gli strati sono disposti in sequenza, quindi ci sono difetti geometrici tra gli strati e il legame del materiale tra gli strati potrebbe non essere buono come il polimero puro”.

Note e approfondimenti

  1. MaTrEx AM: A new hybrid additive manufacturing process to selectively control mechanical properties – ScienceDirect (IA) (DOI: 10.1016/j.addma.2021.102337)

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