Tre ex studenti dell'ETH hanno sviluppato una stampante 3D in grado di produrre componenti da compositi in fibra di carbonio. Il loro spin-off ETH, Laboratori 9T, potrebbe portare una svolta per la produzione e l'utilizzo di parti estremamente leggere e resistenti.

Più forte dell'acciaio, ma fino a cinque volte più leggero:plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP), spesso indicato semplicemente come carbonio, è l'ideale per fare tutto ciò che deve essere incredibilmente forte, ma ancora molto leggero:aereo, Auto da corsa e mountain bike di Formula 1, così come i robot, protesi e impianti medici. Non c'è da stupirsi se il carbonio è molto richiesto nel mercato globale.

Ma c'è un problema:il composito in fibra di carbonio è costoso rispetto all'alluminio o all'acciaio, poiché il processo di produzione è molto costoso e richiede molto tempo. I compositi sono costituiti da fibre di carbonio e plastica da combinare e lavorare per rendere il materiale altamente resistente. Di solito è richiesto uno stampo separato o un modulo negativo per ogni singolo componente, aggiungendosi agli alti costi di produzione.

Produrre componenti in carbonio senza stampi

Lo spin-off dell'ETH 9T Labs offre ora un'alternativa:ha sviluppato una stampante 3D in grado di stampare parti composite in fibra di carbonio. Questi non sono più realizzati con stampi ingombranti, ma sono progettati sul computer utilizzando un software dedicato e quindi prodotti dalla stampante. Le fibre di plastica e di carbonio vengono combinate direttamente nella stampante, forzando i materiali attraverso un ugello riscaldato.

"Combiniamo i vantaggi della tecnologia di stampa 3D con le preziose proprietà dei compositi in fibra di carbonio, "dice Giovanni Cavolina, uno dei fondatori di 9T Labs. Da una parte, la nuova procedura elimina quello che è attualmente il più grande svantaggio dell'utilizzo di questo materiale ad alte prestazioni:i costi elevati. L'intero processo di produzione richiede quindi meno tempo e denaro. In cima a questo, la nuova tecnologia permette di produrre componenti con forme geometriche molto complesse, come quello utilizzato nella costruzione di antenne satellitari o di una protesi della mano. Ultimo, ma non per importanza, l'utilizzo di una stampante 3D significa meno spreco di materiale.

I tre fondatori di 9T Labs sono tutti ex studenti dell'ETH:Martin Eichenhofer (30), Giovanni Cavolina (26) e Chester Houwink (25). Eichenhofer ha avuto per la prima volta l'idea di una start-up quattro anni fa mentre conduceva ricerche nel Laboratorio di materiali compositi e strutture adattive sotto il professor Paolo Ermanni. L'idea è davvero partita all'inizio del 2018:a gennaio è stata fondata una società per azioni che ha attirato un totale di CHF 300, 000 da investitori. L'Agenzia Spaziale Europea ha inoltre invitato la giovane azienda ad entrare a far parte di un centro di incubazione (ESA BIC Svizzera), che non solo forniva l'accesso ad altri CHF 200, 000 ma a una buona rete industriale.

"Ci sono molte diverse potenziali applicazioni per i nostri componenti stampati in fibra di carbonio, e c'è un enorme interesse da parte dell'industria. Fondamentalmente espandiamo la portata di ciò che può essere prodotto utilizzando tali materiali ad alte prestazioni, "dice Eichenhofer, che sta attualmente concludendo la sua tesi di dottorato. Aggiunge Cavolina:"Crediamo sia importante che l'attività sia orientata al mercato. Vogliamo quindi portare un prodotto sul mercato nel minor tempo possibile, in modo da poter generare feedback utili."

Il sistema di stampa dovrebbe essere pronto l'anno prossimo

Un sistema di stampa completo comprendente sia hardware che software dovrebbe essere pronto per il beta testing all'inizio del prossimo anno. Dopo di che, la sfida sarà servire i settori giusti nell'ordine giusto. 9T Labs vuole iniziare con clienti impegnati in ricerca e sviluppo, principalmente università e istituti tecnici. "Speriamo di ottenere un buon feedback tecnico da questi clienti, che ci aiuterà a migliorare continuamente il prodotto, "dice Cavolina.

Gli ingegneri stanno attualmente mettendo a punto il prototipo di stampante 3D. La start-up è ancora ospitata nei locali dell'ETH, nel Technopark nel quartiere Zurigo-Ovest. Ma questo potrebbe cambiare molto presto, poiché la giovane azienda è in rapida espansione e recluta costantemente nuove persone. Otto dipendenti, compresi gli stagisti, stanno attualmente lavorando per 9T Labs, con altri quattro che si uniranno nel corso dell'anno.

Cavolina vede una delle sfide più grandi nel mettere insieme la squadra giusta. "Non è facile trovare buoni ingegneri software e hardware, ", dice. Molto tempo e sforzi vengono quindi investiti nel reclutamento di nuovo personale. Perché come dice Cavolina, "Abbiamo bisogno di persone davvero brave per garantire che il prodotto soddisfi i requisiti del mercato".