I ricercatori della Scuola di Chimica e della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Nottingham hanno utilizzato l'anidride carbonica supercritica per creare un processo efficiente, efficace e pulito per rivestire le particelle polimeriche PA-12 utilizzate in un processo di stampa 3D

I ricercatori hanno dimostrato che i nuovi rivestimenti hanno la capacità di aggiungere colore e proprietà antimuffa e antimicotiche al processo di stampa. La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications .

Una delle tecniche di stampa 3D commerciale più comuni è la fusione a letto di polvere o la sinterizzazione laser. In questo processo viene steso uno strato di polvere polimerica a flusso libero e un laser è guidato da un disegno generato dal computer e scioglie la polvere strato dopo strato.

Un nuovo strato di polvere viene applicato allo strato precedente e ancora una volta il laser fonde insieme la polvere fissandola contemporaneamente allo strato sottostante. Questo processo continua fino al completamento della parte progettata, spesso composta da migliaia di strati.

La poliammide-12 (PA12) è una plastica resistente che viene spesso utilizzata nel settore della stampa 3D per stampare parti complesse e dettagliate, comunemente impiegata nell'industria automobilistica o aerospaziale.

"Il vero vantaggio della stampa 3D o della produzione additiva sta nella progettazione e produzione di oggetti unici e su misura, ma i suoi limiti risiedono nei materiali e nella gamma di proprietà disponibili che limitano lo spazio applicativo complessivo.

"Questo nuovo processo fornisce un percorso semplice verso lo sviluppo di un'ampia gamma di funzionalità dei materiali senza compromettere la lavorabilità", afferma il professor Christopher Tuck, professore di ingegneria dei materiali presso il Centro per la produzione additiva della Facoltà di Ingegneria.

Due funzionalità chiave che il nuovo processo può offrire sono l’aggiunta di rivestimenti per il colore e proprietà antifungine e antimuffa. Attualmente le uniche opzioni per i produttori sono polveri grigie o bianche e il colore viene aggiunto successivamente, ora il team ha creato una gamma di polimeri colorati che rivestono le particelle PA-12.

"Ci sono alcune sfide che il settore della stampa 3D deve affrontare a causa delle limitazioni sulla funzionalità dei polimeri utilizzati. Per affrontare alcune di queste sfide abbiamo creato un approccio semplice ma efficace per aggiungere funzionalità rivestendo le particelle. Abbiamo progettato i colori polimero del guscio in modo che corrisponda alle proprietà meccaniche e termiche del polimero da stampa.

"L'aspetto più importante è che lo abbiamo dimostrato con il polimero chiave (PA-12) che è onnipresente nel settore. Le nostre nuove polveri polimeriche colorate funzionano perfettamente nelle macchine esistenti utilizzate in commercio", afferma il professor Steve Howdle, capo della Scuola di Chimica .

Attualmente gli oggetti realizzati con PA-12 non possono essere utilizzati in ambienti umidi a causa della crescita di muffe e funghi. Il nuovo rivestimento del guscio può essere utilizzato anche per sviluppare rivestimenti che impediscano che ciò accada, aprendo nuove possibilità per l'utilizzo di oggetti stampati in 3D in nuove aree.

Il professor Howdle aggiunge:"Un vantaggio chiave di questo processo è che può essere facilmente incorporato negli attuali processi di stampa 3D commerciale e questo potrebbe essere potenzialmente trasformativo per il settore ampliando la portata introducendo nuove funzionalità, semplificando i processi e, soprattutto, ottenendo tutto questo in modo sostenibile". ."