Nuove frontiere per i materiali auto-assemblanti

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Un materiale auto-deformante stampabile che cambia la sua superficie piegandosi simultaneamente in due direzioni diverse. Fonte: http://web.mit.edu/
Un materiale auto-deformante stampabile che cambia la sua superficie piegandosi simultaneamente in due direzioni diverse. Fonte: http://web.mit.edu/

Le Stampanti 3D sono un ottimo strumento per costruire prototipi o tirature limitate di prodotto, ma impiegano molto tempo per produrre oggetti alti non più di un paio di centimetri. Un team di ricercatori del MIT, insieme alle società Autodesk e Stratasys, ha sviluppato un nuovo processo per la progettazione e la produzione di fogli di materiali che si evolvono automaticamente in forme più grandi e complesse, inaugurando una processo che produce materiali che si auto-allungano. Prima è stato effettuato un lavoro preliminare sull’auto-piegatura dei materiali con i laminati: una stampante 3D ha prodotto fogli di diversi materiali, che i ricercatori hanno attaccato a mano. Uno dei materiali si piega quando viene riscaldato o immerso in acqua, mentre l’altro tiene alcune parti del foglio rigido.

 Un materiale auto-deformante stampabile che cambia la sua superficie piegandosi simultaneamente in due direzioni diverse. Fonte: http://web.mit.edu/

Un materiale auto-deformante stampabile che cambia la sua superficie piegandosi simultaneamente in due direzioni diverse.
Fonte: http://newsoffice.mit.edu/

L’obiettivo era realizzare un materiale veramente stampabile, pronto a funzionare appena uscito dal dispositivo. Qui sono entrati in gioco i ricercatori della Stratasys, azienda produttrice stampanti 3D, che ha inventato un polimero capace di espandersi quando assorbe acqua. Le stampanti Stratasys possono così depositare più polimeri per ogni strato di oggetto stampato in 3D e la società ha avviato progetti che usano combinazioni di polimeri per la produzione di materiali che si auto-piegano all’immersione.

Il passo successivo è stato realizzare un “attuatore lineare” o un componente che consente ai segmenti del materiale stampato di allungarsi. Nel componente, due dischi di polimero sono collegati tra loro da due strisce piegate di un polimero composito. I bordi interni delle strisce sono realizzati con il polimero in espansione e, quando essi assorbono l’acqua, le strisce si raddrizzano. I ricercatori hanno testato i relativi spessori degli strati d’espansione e di quelli rigidi fino a stabilire un rapporto tra il diametro dell’ellisse prodotta dalle strisce che si piegano e il grado di espansione. Una volta stabilite le prestazioni dei componenti, Autodesk, un produttore di software di computer-aided-design, ha sviluppato un programma di simulazione che determinerà se i dispositivi realizzati nei progetti specifici sono in grado di auto-assemblarsi come previsto.

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