Una migliore produzione additiva
Le tecnologie di produzione additiva fanno riferimento a una famiglia di processi che essenzialmente realizzano un componente dal basso verso l'alto. I materiali vengono aggiunti in strati successivi anziché rimossi da un blocco, utilizzando le specifiche di un modello e di un programma CAD. Ne risultano forme 3D complesse con un'eccellente qualità della superficie, un'elevata risoluzione delle caratteristiche e precisione, una post-lavorazione minima e scarti ridotti quasi a zero. Le tecnologie di produzione additive basate su litografia utilizzano resine liquide fotopolimerizzabili che si solidificano alla luce. I recenti progressi hanno consentito di ottenere fonti di luce economiche e ad alte prestazioni oltre a nuove resine che si solidificano alla luce. Utilizzando queste tecnologie, gli scienziati hanno sviluppato una catena di processi integrati per la produzione additiva basata sulla litografia per sistemi a base di foto polimeri, grazie ai finanziamenti dell'UE per il progetto PHOCAM ("Photopolymer based customized additive manufacturing technologies"). I ricercatori hanno utilizzato il digital light processing (DLP) e la polimerizzazione a due fotoni per risolvere i problemi legati alle proprietà meccaniche inadeguate e alla bassa risoluzione, comuni nelle attuali tecnologie di produzione additiva. La tecnica DLP è stata utilizzata per la lavorazione di fotopolimeri con riempimento in ceramica per prodotti in ceramica a densità completa. La polimerizzazione a due fotoni è stata utilizzata per la fabbricazione di caratteristiche piccole ad alta risoluzione nella scala di 100-200 nanometri (nm). Per entrambe le tecnologie, il team ha sviluppato materiali adatti, hardware, software e fonti di luce associate. La lavorazione della ceramica con DLP ha fatto uso di nuovi macchinari a emissione di luce basati su diodi. Le parti in ceramica con stampa 3D presentavano un'ottima robustezza, affidabilità e qualità della superficie. La polimerizzazione a due fotoni ha fatto uso di un laser dell'ordine dei femtosecondi disponibile sul mercato. La catena del processo include un prototipo di piattaforma Web che contiene l'intero flusso di lavoro dal caricamento del modello geometrico CAD al calcolo del preventivo, all'ordine, fino al pagamento. Le nuove tecnologie di produzione additive sono state utilizzate per dispositivi guidafili per telai industriali, per uno stampo in lattice ad alta precisione per la produzione di un dispositivo per la tomografia computerizzata e per una protesi del timpano personalizzata. Diversi articoli sono stati pubblicati per la promozione dei risultati del progetto a livello internazionale. PHOCAM ha dimostrato con successo la praticabilità a livello industriale e la qualità delle tecnologie con enormi progressi nel campo della micro-produzione su richiesta e importanti miglioramenti nella produttività e nella risoluzione delle caratteristiche. La catena di fornitura completamente integrata per una produzione additiva economica in numerosi settori avrà un impatto positivo sulla produzione europea in termini di alta produttività e di personalizzazione dei componenti.
