STAMPA 3D

Salve a tutti, oggi vorremmo parlarvi un po’ della stampa 3d applicata in vari ambiti, esplorando con voi i vari utilizzi di questa meravigliosa tecnologia. Il primo, e anche quello più vicino e accessibile a tutti noi, è il 3d printing casalingo, ossia la stampa 3d attuabile con macchine relativamente piccole ed economiche reperibili sul mercato per i privati. Questo è un vero e proprio mondo fatto da appassionati che danno vita ogni giorno a nuove creazioni condivise poi, gratuitamente o a pagamento, su siti web che funzionano come veri e propri social per oggetti tridimensionali, il più famoso e apprezzato dagli utenti, anche perché contiene solo modelli gratuiti, è Thingiverse (https:// www.thingiverse.com/). Per le stampanti 3d casalinghe, chi è appassionato lo sa bene, esistono due principali materiali per la stampa, la resina (che è meno utilizzata a causa della sua tossicità e del suo elevato prezzo) e il materiale a filamento. Di quest’ultimo ne esistono diverse tipologie, ognuna adatta a un certo scopo e con parametri specifici, essi sono:

l’ABS, il primo ad essere arrivato sul mercato, è molto resistente ma sconsigliato ai neofiti, poiché richiede una temperatura di stampa più elevata e una cura maggiore nei settaggi della macchina, oltretutto rilascia (anche se in minor parte rispetto alla resina) dei fumi tossici

il PLA, non intendiamo di certo il People’s Liberation Army (il corpo di difesa della Repubblica Popolare Cinese), ma un filamento naturale ricavato dal mais, è il più utilizzato perché è il più economico e il più facile da utilizzare, anche se ha una resistenza minore rispetto all’ABS

il NYLON, non intendiamo certo i rocchetti di nylon che si utilizzano come lenze da pesca, ma un filamento apposito per la stampa, esso è poco utilizzato perché richiede temperature molto alte e la finitura finale dell’oggetto non risulterà delle migliori, ma ha anche dei pregi, è molto resistente e flessibile ed è facilmente riutilizzabile

il CARBON FIBER, si tratta di PLA o Nylon con l’aggiunta di fibra di carbonio, il materiale che ne risulta sarà più leggero e resistente ma più difficile da stampare, dato che a fondersi è soltanto la parte plastica e non il carbonio

il TPU, (anche chiamato SUSA) caratterizzato da una grande flessibilità, può dare vita a oggetti pieghevoli ma indeformabili

il PETG, molto resistente e flessibile, da all’oggetto una superficie lucida

l’SPLA (venuto alla ribalta in questo ultimo periodo), formato da PETG, PLA e in minor parte la TPU, unisce la

SPAZIO CITAZIONI PROF

“VI HO DATO DEGLI ANIMALI, DI PIÙ COSA DEVO FARE?” 6

facilità di stampa del PLA e la resistenza del PETG

Chiuso il segmento sulla stampa casalinga ora vorremmo esplorare i possibili utilizzi di questa tecnologia nell’edilizia. Vi menzioniamo uno degli ultimi traguardi in questo campo, raggiunto proprio da un’azienda Italiana, si tratta del progetto TECLA, di WASP, azienda leader nel settore della stampa 3d. WASP ha completato la fase di stampa della struttura portante di TECLA, la prima ed unica costruzione interamente stampata in 3D a base di materiali naturali e realizzata con più stampanti 3D operanti simultaneamente. TECLA (che prende il nome da Technology and Clay) è stata realizzata a Massa Lombarda (RA) con WASP e rappresenta una vera e propria sfida per la stampa 3D, perché massimizza le prestazioni di un materiale tra i più antichi e al contempo tra i più stimolanti per il futuro della green economy: la terra nuda e cruda. TECLA è infatti l’apice di una ricerca avanzata tra materia e tecnologia, è il raggiungimento di una sfida senza precedenti e senza eguali che ha portato la geometria di stampa al massimo del suo limite fisico, il progetto rappresenta una prospettiva inedita per le costruzioni e i nuovi insediamenti, in cui il valore delle materie prime locali viene amplificato dalla progettazione digitale. La soluzione a doppia cupola ha permesso di ricoprire al contempo i ruoli di struttura, copertura e rivestimento esterno, rendendo la costruzione altamente performante sotto tutti gli aspetti. Il terzo campo che vorremmo visitare è quello medico, già da tempo la tecnologia della stampa 3d viene utilizzata per la produzione di protesi rigide e ossa artificiali, ma ora una nuova tecnologia rivoluzionaria comincia a prendere piede, il Bio Printing 3d.

Esso consiste nella stampa 3d di materiale biochimico e di cellule viventi col fine di realizzare strutture biologiche tridimensionali come organi, ossa o muscoli attraverso il progressivo posizionamento (layer by layer) di questi bio-materiali. Una volta realizzato un modello 3d dell’organo che si vuole riprodurre, è possibile seguire diversi approcci, il primo si rifà al concetto di Bio-mimetica (ovvero la scienza che riproduce artificialmente strutture biologiche e prevede la riproduzione esatta dei componenti cellulari ed extra-cellulari del tessuto preso in esame) questo però è un metodo molto difficile da attuare, perché richiede una conoscenza dettagliata della matrice extra-cellulare da riprodurre. Alcuni gruppi di ricerca hanno trovato un’alternativa, utilizzando il metodo dell’assemblaggio autonomo, che sfrutta le proprietà legate allo sviluppo embrionale delle cellule, lasciando che siano le cellule stesse a produrre la loro matrice extra-cellulare e ad organizzare la struttura del tessuto, provvedendo automaticamente al suo sviluppo.

Il quarto e ultimo campo che vogliamo esplorare è quello legato all’ambito spaziale, l’industria aerospaziale è stata la prima ad incorporare la tecnologia 3d, progettando componenti stampati in 3d e risparmiando sui costi di produzione, sui materiali e sui tempi di realizzazione. Ma si può stampare direttamente nello spazio? La prima stampante 3d lanciata in orbita il 21 settembre 2014 (San Matteo Evangelista) si chiamava Zero-G ed è stata costruita dalla nasa in collaborazione con Made in Space, successivamente a bordo di una capsula di Space X like a Dragon, è stato testato il funzionamento della stampa 3d a gravità zero, una seconda stampante targata Made in Space PO-3DRNING, fu inviata come struttura permanente sull’ISS per la produzione di pezzi di ricambio senza la necessità di spese per il trasporto. In ultimo Action Space intende lanciare entro la fine dell’anno domini 2021 la prima stazione commerciale con a bordo stampanti 3d funzionanti a gravità zero che avranno il compito di produrre piccoli satelliti a costi molto inferiori rispetto a quelli realizzati sulla terra.

Lorenzo Sollazzo e Federico Passerini