Stampa 3D in metallo a basso costo per via elettrochimica, i ricercatori ne dimostrano la fattibilità

La stampa 3D appartiene a quella schiera di tecnoilogie che negli ultimi anni ha visto calare in modo esponeziale le barriere di accesso, arrivando - per quanto riguarda la tecnologia FFF o FDM a filamento fuso - alla portata di tutti e vedendo anche le tecniche più costose, scendere di molto sul fronte dei costi d'ingresso e di esercizio.

Tra queste ultime troviamo sicuramente le tecnologie di stampa 3D in metallo, che utilizzano da un lato sorgenti ad alta potenza, dall'altro materiali che richiedono imponenti investimenti sul fronte degli equipaggiamento, con costi accessibili solo ad azeinde di certe dimensioni.

Ci sono però interessanti novità sul fronte della stampa 3D in metallo grazie al lavoro “A low cost desktop electrochemical metal 3D printer” pubblicato sull'Advanced Materials Technologies Journal da parte di alcuni ricercatori dell'Imperial College London. Sfruttando le tecnologie di deposizione elettrochimica, quelle usate ad esempio per ricoprire metalli (come avviene per gli oggetti placcati oro o le monete ricoperte di rame) i ricercatori sono riusciti a creare oggetti in tre dimensioni.

Nelle tecnologie di deposizione elettrochimica un metallo in soluzione in forma ionica viene deposto sul materiale di interesse grazie all'applicazione di un potenziale elettrico. Uno dei casi è quello della deposizione di rame da ioni Cu2+ in soluzione da solfato di rame, al centro anche degli esperimenti di stampa 3D per via elettrochimica.

I ricercatori sono riusciti a creare una testina di stampa che grazie a una siringa caricata con l'apposita soluzione crea un menisco di liquido alla sua estremità: applicando la giusta tensione viene depositato metallo e la testina può muoversi verso una nuova posizione e creare così oggetti di metallo strato per strato.

A livello microscopico l'oggetto finale è costituito da rame in forma policristallina la cui dimensione dei grani dipende dal potenziale applicato, quindi con caratteristiche come durezza e resistività regolabili a seconda delle esigenze andando ad agire sulla tensione utilizzata per il processo di stampa.

Interessante notare come il processo sia reversibile e la testina di stampa possa funzionare anche in modalità sottrattiva oltre che addittiva, riportando materiale metallico in soluzione applicando una tensione inversa, permettendo quindi di scolpire il metallo oltre che di stamparlo in 3D.