Sta diventando sempre più evidente che la stampa 3D è più di un semplice giocattolo interessante da utilizzare nelle fiere tecnologiche. Basandosi sui principi dell'industria 4.0, diverse startup e piccole imprese lo stanno attualmente incorporando nei loro processi di produzione per creare direttamente prodotti finali personalizzati. In tale contesto, il gruppo Manufacturing Processes Engineering presso l'Università di Cordoba ha studiato come ottimizzare le caratteristiche delle superfici realizzate con la stampa 3D con un obiettivo molto specifico:che si puliscono da sole.

Il concetto di superficie autopulente non è nuovo. Ad esempio, nel settore edile e automobilistico, rivestimenti di questo tipo sono utilizzati ormai da tempo sulle superfici in vetro. "Questo rivestimento aiuta le gocce d'acqua a rotolare facilmente lungo la superficie e a portare con sé le particelle di sporco mentre si muovono, " spiega Pablo Romero, autore dello studio insieme a Juan Manuel Barrios.

Ci sono altri settori in cui è importante utilizzare anche superfici autopulenti. Uno di questi sono i segnali stradali, un settore in cui è già in uso la stampa 3D per stampare lampadine per semafori. La sicurezza stradale sulle autostrade dipende in gran parte dal fatto che questi segnali siano puliti e visibili ai conducenti, rendendo interessante l'utilizzo di elementi che si puliscono da soli con l'aiuto della pioggia o della rugiada mattutina.

Questo studio di ricerca ha analizzato le caratteristiche di rugosità delle superfici stampate in 3D. L'idea è di realizzare superfici con pochissime parti in rilievo e una buona finitura per evitare l'inglobamento di polvere e facilitare la rimozione delle particelle di sporco. Lo studio ha anche esaminato le caratteristiche idrofobiche, vale a dire, la capacità di respingere l'acqua. Quindi, l'acqua scorrerebbe più facilmente sulla superficie, portando con sé particelle di sporco, che farebbe fatica ad aderire alla superficie.

Con l'obiettivo di implementare questa ricerca in modo pratico all'interno delle aziende, il team di ricerca ha creato modelli facili da gestire in grado di prevedere le proprietà superficiali dei pezzi anche prima che vengano stampati.

Le stampanti 3D hanno diversi parametri operativi che possono essere utilizzati per modificare le caratteristiche della superficie del componente stampato. Per creare questi modelli, mediante tecniche di data mining, hanno analizzato i parametri di stampa che maggiormente influenzano le caratteristiche di autopulizia delle superfici. Secondo i ricercatori, "grazie a questi modelli, i lavoratori che gestiscono questa attrezzatura di stampa possono facilmente essere consapevoli dei valori che devono regolare sulla stampante per ottenere un pezzo con le caratteristiche autopulenti desiderate."

Lo studio è stato condotto in collaborazione con l'azienda di Cordoba denominata Estampaciones Casado ("Casado Stamping"), un'azienda che produce e fa manutenzione alla segnaletica stradale, e che di recente ha incorporato la stampa 3D per produrre alcuni componenti di segnali dotati di luci a LED. "Si tratta del nostro lavoro di ricerca per risolvere problemi del mondo reale e avere un impatto positivo sulle aziende della nostra zona, " sottolinea Pablo Romero. Nello studio, Materiali intelligenti 3-D, un'azienda manifatturiera di Jaen, anche partecipato. Smart Materials 3-D produce filamenti termoplastici che vengono utilizzati come materia prima nelle stampanti 3D.

D'ora in poi, il gruppo lavorerà su un progetto che fa parte del Piano Nazionale FDM-Sur chiamato "Sviluppo di nuovi usi industriali per pezzi stampati in 3-D basati sul miglioramento delle loro proprietà superficiali". Attraverso il progetto, cercheranno di ottimizzare le caratteristiche delle superfici stampate in 3D al fine di risolvere i problemi reali che le aziende della regione stanno affrontando.

Oltre ad approfondire le caratteristiche di autopulizia dei pezzi stampati in 3-D, questo progetto migliorerà le proprietà superficiali degli stampi stampati in 3-D utilizzati per produrre pezzi di schiuma di poliuretano, come sedili per auto, materassi e cuscini. Inoltre, lavoreranno per ridurre il ghiaccio attaccandosi alle antenne di comunicazione e ad altre parti delle cellule dei droni e dei veicoli aerei senza equipaggio che oggigiorno sono prodotti con la stampa 3D.