Stampare oggetti 3D con resina opaca in pochissimi secondi: potere della luce

Stampare oggetti 3D con resina opaca in pochissimi secondi: potere della luce

Un team di ingegneri della EPFL ha sviluppato un metodo di stampa 3D che usa la luce per ricavare oggetti dalla resina opaca in pochi secondi. Questa scoperta potrebbe avere applicazioni promettenti nell'industria biomedica, come la creazione di arterie artificiali.

di pubblicata il , alle 13:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un team di ingegneri del Laboratory of Applied Photonic Devices (LAPD) della EPFL (Scuola politecnica federale di Losanna) ha sviluppato un metodo di stampa 3D che usa la luce per ottenere oggetti dalla resina opaca in pochissimi secondi. Questa scoperta potrebbe avere implicazioni nell'industria biomedica, come la creazione di arterie artificiali.

Tutto nasce nel 2017, quando gli ingegneri progettarono una stampante 3D in grado di fabbricare oggetti quasi istantaneamente. A distanza di cinque anni, il team è riuscito a migliorare la stampante e il metodo di stampa per produrre oggetti fatti di una resina opaca, qualcosa che non era mai stato possibile prima.

La stampante 3D dell'EPFL è una delle più veloci al mondo, ma non funziona come le altre stampanti 3D. La maggior parte, infatti, funziona tramite la deposizione di un materiale strato dopo strato in un processo noto come produzione additiva, quella dell'EPFL usa un metodo volumetrico. "Versiamo la resina in un contenitore e la giriamo", afferma Christophe Moser, professore al LAPD. "Poi puntiamo luce sul contenitore con diverse angolazioni, facendo solidificare la resina ogni volta che l'energia accumulata nella resina supera un determinato livello. È un metodo molto preciso e può produrre oggetti alla stessa risoluzione delle tecniche di stampa 3D esistenti".

Il metodo volumetrico può essere impiegato per oggetti di qualsiasi forma e gli ingegneri hanno deciso di testarlo creando un minuscolo Yoda. Ci sono voluti solo 20 secondi per realizzare la statuetta, contro i circa 10 minuti per un tradizionale processo di produzione additiva.

I raggi luminosi sono in grado di solidificare la resina interagendo con un composto fotosensibile contenuto nella plastica. "Il nostro metodo funziona solo se la luce passa attraverso la resina in linea retta senza essere deviata", afferma Antoine Boniface, post-dottorato al LAPD. "Fino a oggi abbiamo sempre utilizzato la resina trasparente, ma volevamo vedere se potevamo stampare oggetti nella resina opaca utilizzata nell'industria biomedica".


Tre oggetti stampati in 3D: uno in resina trasparente (a sinistra); uno in resina opaca, senza correzione (al centro); e uno in resina opaca, con correzione (a destra)

Il problema nell'usare la resina opaca nei processi volumetrici è che la luce non si propaga in modo uniforme, rendendo difficile accumulare la quantità di energia necessaria per la solidificazione della resina. "Con la resina opaca perdevamo molta risoluzione nell'oggetto stampato", ha spiegato Jorge Madrid-Wolff, uno studente di dottorato del LAPD. "Così abbiamo cercato di trovare una soluzione che ci permettesse di fabbricare oggetti in questa resina, ma senza perdere i vantaggi della nostra stampante 3D".

La soluzione trovata dagli ingegneri è "abbastanza semplice". In primo luogo, hanno utilizzato una videocamera per osservare la traiettoria della luce attraverso la resina e quindi hanno svolto dei calcoli al computer utili a compensare la distorsione del raggio luminoso.

Il passo successivo è stato quello di programmare la stampante per svolgere questi calcoli e correggere i raggi di luce mentre la stampante funzionava. In questo modo sono riusciti a ottenere la quantità di energia necessaria per solidificare la resina nei punti desiderati. Ottimizzando i calcoli, gli ingegneri sono stati in grado di stampare oggetti in resina opaca con quasi la stessa precisione della resina trasparente: un importante passo avanti.

Il metodo può essere utilizzato per stampare in 3D materiali biologici, come le arterie artificiali. In futuro gli ingegneri sperano di poter stampare più materiali contemporaneamente e aumentare la risoluzione della stampante da un decimo di millimetro a un micrometro. La ricerca degli ingegneri è stata pubblicata su Advanced Science.

1 Commenti
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rockroll29 Maggio 2022, 02:09 #1
Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Link alla notizia: https://www.hwupgrade.it/news/scien...uce_107553.html

Un team di ingegneri della EPFL ha sviluppato un metodo di stampa 3D che usa la luce per ricavare oggetti dalla resina opaca in pochi secondi. Questa scoperta potrebbe avere applicazioni promettenti nell'industria biomedica, come la creazione di arterie artificiali.

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Quel che non capisco è la necesssità di stampare protesi mediche come le arterie atificiali in pochi secondi: Il paziente non sta morendo entro pochi secondi, ma magari è da anni che si porta dietro un aneurisma all'aorta addominale, come il sottosccritto. Ed in ogni caso esistono preconfezionate protesi similari di tutte le dimesioni e fattezza, pronte all'uso.

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