Nuova tecnica Purdue: stampa 3D ad alta risoluzione e a basso costo per strutture complesse

RomeRicercatori della Purdue University hanno sviluppato un nuovo metodo che utilizza due laser per la stampa 3D, riducendo i costi per produrre strutture dettagliate. Solitamente, la polimerizzazione a due fotoni richiede costosi laser a femtosecondi, capaci di solidificare con precisione i materiali ma estremamente costosi. Secondo Xianfan Xu, capo del team di ricerca, questo elevato costo è il motivo per cui la tecnologia non è ampiamente utilizzata nell'industria manifatturiera.

Il nuovo metodo utilizza un laser più economico che emette luce visibile insieme a un laser ad alta velocità che emette luce infrarossa. Ciò riduce fino al 50% l'energia necessaria dal costoso laser ad alta velocità. Di conseguenza, il processo di stampa 3D diventa più conveniente e può essere impiegato in un maggior numero di applicazioni.

Xu ha illustrato le numerose applicazioni della stampa 3D ad alta risoluzione, come ad esempio:

• Dispositivi elettronici in 3D
• Micro-robot per il settore biomedico
• Strutture o impalcature 3D per l'ingegneria tissutale

Il loro nuovo metodo di stampa 3D può essere facilmente integrato nei sistemi di stampa 3D a laser femtosecondi già esistenti.

Il team di ricerca mirava a rendere la stampa più veloce ed economica. Così hanno sostituito il costoso laser a femtosecondi con un laser meno dispendioso per la fase iniziale. Questa fase riduce il numero di agenti bloccanti nel materiale prima dell'inizio della stampa.

Leggi anche:

Oggi · 00:09

Biomarcatori digitali: stagioni e umore in connessione

Ricercatori hanno sviluppato una nuova tecnica che impiega due tipi di laser: un laser a nanosecondi da 532 nm e un laser a femtosecondi da 800 nm. Hanno dovuto bilanciare correttamente gli effetti dei due laser sul materiale. Per raggiungere questo obiettivo, hanno creato un nuovo modello matematico per comprendere i processi chimici coinvolti. Questo modello ha permesso loro di calcolare come i laser interagiscono e identificare i processi chiave per ridurre la potenza del laser a femtosecondi mantenendo comunque ottimi risultati di stampa.

Dopo aver perfezionato il loro nuovo metodo, i ricercatori lo hanno testato per creare vari design 2D e 3D. Hanno realizzato con successo piccole strutture a impilamento simili a graticci misuranti 25 x 25 x 10 micrometri, una minuscola buckyball, una struttura chirale e un nodo trifoglio. I test hanno dimostrato che il nuovo metodo ha ridotto la potenza del laser necessaria fino all'80% per i design 2D e fino al 50% per i design 3D.

Questo innovativo metodo di stampa potrebbe rivoluzionare la produzione. Sarebbe in grado di favorire lo sviluppo di nuovi dispositivi per l'elettronica e la sanità. La diminuzione dei costi della stampa renderebbe accessibile la stampa 3D di alta qualità a un pubblico più ampio, accelerando l'innovazione in svariati settori.

Questa ricerca potrebbe apportare grandi benefici alle piccole imprese e agli inventori indipendenti. Costi più bassi potrebbero facilitare la creazione di prototipi 3D dettagliati. Inoltre, potrebbe consentire a un maggior numero di scuole di accedere a tecnologie avanzate di stampa 3D, promuovendo l'apprendimento pratico e l'emergere di nuove idee.

I ricercatori mirano a rendere la stampa 3D più rapida ed economica. Se avranno successo, la tecnologia potrebbe diventare più accessibile e utilizzata in diversi settori. Questo rappresenterebbe un grande progresso per la stampa 3D, consentendo la realizzazione di strutture complesse e di alta qualità.