La stampa 3D con l'acqua rende i metalli 20 volte più resistenti.

Scienziati svizzeri hanno sviluppato una nuova tecnica di stampa 3D che utilizza gel a base d'acqua per "far crescere" materiali metallici e ceramici, creando prodotti 20 volte più resistenti rispetto a quelli realizzati con i metodi tradizionali.

Senza bisogno di plastica o polvere metallica, gli scienziati svizzeri stanno "coltivando" il metallo a partire da un gel d'acqua: una scoperta rivoluzionaria che potrebbe trasformare l'intero settore della stampa 3D. - Foto: EPEL

Gli scienziati del Politecnico Federale di Losanna (EPFL, Svizzera) hanno appena annunciato una svolta nella tecnologia di stampa 3D: invece di stampare il metallo con il metodo tradizionale, hanno sviluppato un metodo per "far crescere" i materiali a partire da idrogel – un comune gel a base d'acqua – per creare strutture metalliche e ceramiche con un'elevata densità e una resistenza meccanica 20 volte superiore rispetto alle tecniche precedenti.

Secondo il team di ricerca, il metodo di fotopolimerizzazione 3D attualmente funziona solo con plastiche fotosensibili, limitandone le applicazioni. I precedenti tentativi di trasformare plastiche stampate in 3D in metalli o ceramiche hanno riscontrato problemi di porosità e restringimento, con conseguenti prodotti deformati e meno resistenti.

Il team di Daryl Yee, a capo del Laboratorio di Chimica e Produzione dei Materiali (EPFL), ha trovato un nuovo approccio: invece di pre-miscelare i composti metallici nella plastica, stampano in 3D una struttura di idrogel in anticipo, per poi immergerla ripetutamente in una soluzione di sale metallico. Durante questo processo, gli ioni metallici si trasformano in nanoparticelle che si distribuiscono uniformemente all'interno della struttura di gel.

Dopo 5-10 cicli, la matrice di idrogel viene rimossa tramite riscaldamento, lasciando un oggetto solido in metallo o ceramica che conserva la forma della stampa originale. Poiché i sali metallici vengono aggiunti solo dopo la stampa, la stessa matrice di idrogel può essere utilizzata per creare un'ampia varietà di materiali: dal ferro, all'argento e al rame, fino alla ceramica o ai materiali compositi.

"Il nostro lavoro non solo permette la produzione di metalli e ceramiche di alta qualità utilizzando un processo di stampa 3D semplice ed economico, ma apre anche una nuova prospettiva: selezionare i materiali dopo la stampa 3D, non prima", ha affermato Yee.

Nello studio, il team ha realizzato complesse strutture geometriche chiamate giroidi utilizzando ferro, argento e rame per effettuare dei test. I risultati hanno mostrato che i campioni hanno resistito a forze di compressione 20 volte superiori rispetto ai materiali realizzati con tecniche precedenti, subendo al contempo una contrazione di solo il 20% circa (rispetto al 60-90% precedente).

La ricerca si preannuncia molto promettente per la fabbricazione di strutture 3D avanzate, leggere e resistenti, utili per la produzione di sensori, dispositivi biomedici o sistemi di conversione e accumulo di energia. I metalli con ampie superfici ottenute con questo metodo potrebbero inoltre essere impiegati come catalizzatori o dissipatori di calore efficienti nel settore energetico.

Il team dell'EPFL ha dichiarato di continuare a perfezionare il processo per adattarlo alla produzione industriale, in particolare aumentando la densità del materiale e riducendo i tempi di lavorazione. Il signor Yee ha rivelato: "Stiamo sviluppando robot per automatizzare l'intero processo, riducendo significativamente i tempi complessivi di produzione".

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VNA

Fonte: https://tuoitre.vn/in-3d-bang-nuoc-giup-kim-loai-ben-gap-20-lan-20251019154932113.htm