Gli scienziati sviluppano la stampa ceramica 3D senza supporto

Sep 21, 2023

Università di Jiangnan, tramite SCMP

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Gli scienziati dell’Università di Jiangnan, in Cina, hanno escogitato una nuova tecnica di stampa 3D per la ceramica, riporta il South China Morning Post. La nuova tecnica consentirà di stampare la ceramica in aria senza alcuna struttura di supporto. Con questo metodo pionieristico, le parti in ceramica possono essere prodotte da diverse angolazioni per rendere possibili forme precedentemente impossibili nelle tecniche di stampa 3D.

La ceramica è comunemente utilizzata nei campi dell'elettronica, dell'ingegneria meccanica e dell'aerospaziale a causa della sua integrità strutturale. Sono comuni anche perché sono resistenti all'usura pur avendo resistenza alle alte temperature. Tuttavia, a causa della loro fragilità e durezza, progettano e producono alcune parti in ceramica.

Nella tradizionale stampa 3D della ceramica, sono spesso necessarie strutture di supporto aggiuntive per prevenire il collasso delle parti non supportate. Questo scheletro aggiuntivo non solo influisce sull’efficienza della stampa ma solleva anche problemi legati alla rimozione di questi supporti.

Per affrontare questi problemi, il professor Liu Ren e il suo team dell’Università di Jiangnan, in Cina, hanno sviluppato una nuova pasta da stampa e una migliore tecnica di polimerizzazione che garantisce che il materiale si solidifichi rapidamente. Alla luce di ciò, la stampa 3D per la ceramica diventerà più efficiente eliminando anche la necessità di strutture di supporto.

fredfroesse/iStock

Con questa nuova tecnica, potrebbero solidificare quasi istantaneamente filamenti multiscala con diametri compresi tra 0,41 mm e 3,5 mm. Sono stati in grado di costruire diverse strutture ceramiche come cantilever e molle di torsione.

La nuova pasta del professor Liu Ren è un impasto ceramico fotosensibile che si rafforza e si solidifica rapidamente se esposto alla luce del vicino infrarosso (NIR). "Le curve stampate possono essere estese liberamente nello spazio senza supporto. Il processo di stampa è fluido e continuo, senza bisogno di riscaldamento o raffreddamento", ha detto Liu in una rivista peer-reviewed Nature Communications pubblicata il 25 aprile.

Secondo la ricerca, sono stati anche in grado di dimostrare che la luce NIR è in grado di ottenere un effetto migliore rispetto alla popolare luce UV.

Inoltre, il professore e il suo team potrebbero stampare ceramiche miste utilizzando additivi come il rosso ferro, il verde cromo o la zirconia stabilizzata con ittrio. Questi hanno aiutato a unificare le temperature di sinterizzazione di ceramiche che hanno proprietà diverse.