La forza dei prodotti stampati in 3D potrebbe essere migliorata attraverso una nuova tecnica sviluppata dagli scienziati dell'UT e dell'Oak Ridge National Laboratory.

Il nuovo processo, che utilizza l'irradiazione UV, potrebbe rafforzare i legami dei materiali stampati in 3D per resistere al 200 percento in più di stress trasversale, secondo uno studio pubblicato su macromolecole .

La modellazione a deposizione fusa (FDM) è una tecnica popolare nell'industria manifatturiera e viene utilizzata regolarmente nella stampa di prototipi, stampi di lavorazioni industriali, e parti su misura in molti settori industriali. In FDM, un filamento viene fatto passare attraverso un ugello riscaldato e depositato strato per strato per creare una struttura.

"Esistono circa una mezza dozzina di metodi di stampa 3D, e la mancanza di adesione dello strato è un problema in tutti loro. Ciò significa che molti di questi materiali sono fragili, quindi non possono sopportare molte sollecitazioni prima di rompersi, " ha detto il coautore Mark Dadmun, professore di chimica presso UT e membro di facoltà congiunto ORNL-UT.

Dadmun e il suo team si sono interessati a questo problema quando all'ORNL è stata prodotta un'auto stampata in 3D. "Anche se questo è stato un risultato straordinario, quelle auto non sono effettivamente guidabili perché hanno dei punti deboli. Se mai ci fosse un incidente, queste macchine si scheggerebbero".

Queste debolezze sono il risultato di una scarsa adesione degli strati a causa della natura ingombrante e delle interazioni ridotte al minimo delle catene polimeriche tra gli strati. Ma Dadmun ha avuto un'idea per risolvere questo problema.

"Abbiamo scoperto che creare legami chimici tra gli strati del prodotto stampato rafforzerebbe l'articolo, perché le molecole sono ora legate insieme piuttosto che essere in strati in cui le molecole stanno semplicemente fluttuando l'una sull'altra, " disse papà.

Nel nuovo processo, i legami chimici si formano quando viene applicata una luce UV durante la stampa. L'UV avvia una reazione che lega il materiale di stampa, superare il problema e creare materiali più resistenti. Il metodo è facilmente implementabile e offre miglioramenti in FDM per più materiali.

Dadmun e i suoi colleghi stanno ora lavorando per estendere questo metodo ad altri materiali.

"In definitiva, vogliamo portare la stampa 3D da una tecnologia maker a una tecnologia di produzione, " disse papà.