Additive manufacturing – il 4D printing

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Alcune settimane fa abbiamo trattato il tema del 3D printing. In particolare si parlava di nuove macchine e tecnologie che permettono la stampa 3D di oggetti full colour. La tecnologia dell’additive manufacturing è uno dei temi di Industria 4.0 ed è una tecnologia che promette di rivoluzionare il modello di produzione di beni fisici nei più diversi materiali.

Guardando un po’ più in là, alle tecnologie del prossimo futuro, centri di ricerca e piccole startup innovative stanno già pensando al 4D printing.

Cos’è il 4D printing

Per 4D printing si intende lo stampaggio di materiali intelligenti e programmabili. Dei materiali sono considerati intelligenti e programmabili se sono in grado di cambiare forma e proprietà fisiche e di compiere azioni specifiche (come per esempio auto assemblarsi) in un momento diverso da quello dello stampaggio e solo al verificarsi di determinati eventi fisici che ne attivano il processo.

La tecnologia è ancora in fase sperimentale ma diverse attività di proof of concept sono già in atto. L’azienda Stratasys già nel 2014 aveva prodotto un elemento stampato longitudinalmente che a contatto con l’acqua riusciva a diventare un cubo: riusciva, quindi, a prendere una forma diversa e predeterminata a contatto con uno stimolo esterno.

Gli stimoli esterni possono essere diversi a seconda dei materiali, ad esempio termo reattivi, foto termo reattivi, hydro reattivi etc. La stampa utilizza i principi della stereolitografica, tecnica già molto utilizzata per la stampa 3D, che permette di realizzare singoli oggetti tridimensionali a partire dai dati digitali elaborati da un software CAD/CAM.

Ricerca, sviluppo e sperimentazione

Le nuove funzionalità di questi materiali abiliteranno nuovi modelli di business in grado di migliorare prodotti o processi esistenti o crearne di nuovi. La possibilità per esempio di ottimizzare i processi logistici inviando semilavorati o prodotti finiti con forme e dimensioni diverse, e più adatte per il trasporto, rispetto a quelle finali; tessuti in grado di adattare le loro caratteristiche, come la traspirabilità, in base alla temperatura o all’umidità dell’ambiente; dispositivi medicali in grado di modificare la loro forma solo quando introdotti e posizionati.

La ricerca, lo sviluppo e la sperimentazione su questi materiali si sta sviluppando moltissimo negli ultimi anni, anche se le prime applicazioni di mercato, soprattutto sul mercato di massa, sono ancora lontane.

Leggi anche La Stampa 3D diventa full colour: tecnologia abilitante Industry 4.0

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