Un gruppo di ricercatori russi ha trovato un polimero costituito da biomassa da usare al posto dei derivati del petrolio.
Produrre un oggetto con la stampa 3D è conveniente, anche da un punto di vista ambientale: niente scarti dovuti a processi di taglio o tornitura, ma oggetti tridimensionali costruiti strato su strato. Peccato che l’unico materiale utilizzato sia la plastica.
Ora però un gruppo di ricercatori russi sembra aver trovato un polimero costituito interamente da biomassa che può essere utilizzato facilmente e a basso costo per la stampa 3D di oggetti di alta qualità, riciclabili e resistenti ai solventi. Lo studio è stato pubblicato dalla rivista Angewandte Chemie e ripreso da Science Daily.
Come anticipato, la stampa tridimensionale ha un vantaggio fondamentale nella produzione di oggetti. I processi “sottrattivi” convenzionali riguardano il taglio, la segatura, la rotazione o la fresatura, il che provoca una grande quantità di materiale sprecato. Al contrario, i processi di stampa 3D sono, in linea di principio, privi di rifiuti, perché sono “additivi”: gli oggetti tridimensionali vengono prodotti in un’applicazione stratificata di materiale.
La tecnica più comune è denominata modellazione a deposizione fusa (FDM). In questo processo, la materia prima viene fatta passare attraverso un ugello caldo su una base mobile e quindi liquefatta. La testina della stampante produce la forma programmata come in un processo di stampa bidimensionale convenzionale, rilasciando piccole quantità di polimero anziché di inchiostro. Questo viene ripetuto per strato dopo strato finché l’oggetto tridimensionale desiderato non è completo.
Tuttavia, i polimeri utilizzati fino ad ora hanno un certo numero di svantaggi che limitano il loro utilizzo. Alcuni dei polimeri possono essere attaccati da solventi organici. Quelli che resistono ai solventi, d’altra parte, aderiscono male e si riducono al riscaldamento, consentendo ai loro strati di separarsi e causando errori nel processo di stampa.
Un gruppo di ricercatori dell’Accademia russa delle scienze di Mosca sembra aver risolto questi problemi sviluppando un processo sostenibile: stampa 3D con polietilene-2,5-furandicarbossilato (PEF), un polimero prodotto a partire dalla cellulosa.
Il team è stato in grado di utilizzare una stampante 3D disponibile in commercio alle impostazioni standard per produrre con successo degli oggetti. I singoli strati degli oggetti stampati erano saldamente legati l’uno all’altro e la superficie era liscia e di alta qualità. I test hanno dimostrato che gli oggetti sono resistenti al diclorometano, uno dei solventi più aggressivi. Grazie all’alta stabilità termica del PEF, gli oggetti stampati potrebbero essere ripetutamente fusi, trasformati in filamenti e stampati di nuovo.
I calcoli dei computer indicano che i singoli blocchi di costruzione di PEF possono contenere frammenti non lineari e formare una torsione a spirale, che consente l’accesso a nuovi tipi di geometria.