Stampa 3D di vetro ibrido a temperatura ambiente

L'integrazione di materiali ibridi nei processi di produzione additiva richiede nuove metodologie per evitare le alte temperature della sinterizzazione tradizionale. Per rispondere a questa esigenza, è stato sviluppato un processo di essiccazione in mezzo liquido che consente la fabbricazione di componenti in vetro ibrido.

Sfida industriale e contesto operativo
I settori industriali ad alta tecnologia, come l'automotive e l'aerospaziale, richiedono materiali che combinino le proprietà ottiche del vetro con la libertà di formatura dei polimeri. La sfida tecnica principale consiste nel superare i limiti della produzione tradizionale, che necessita di temperature di fusione superiori ai 1000 gradi Celsius. L'utilizzo esclusivo di polimeri presenta svantaggi operativi, tra cui l'instabilità termica e la scarsa resistenza ai solventi chimici in ambienti di lavoro estremi.

Soluzione tecnica e responsabilità
Il gruppo di ingegneria SEGULA Technologies, in collaborazione con il Laboratorio di Multimateriali e Interfacce (LMI), ha progettato un nuovo processo basato sulla chimica sol-gel. Questa architettura tecnica sfrutta una reazione di soluzione-gelificazione per conferire ai materiali un'elevata resistenza meccanica. Il sistema impiega un processo di essiccazione in mezzo liquido che permette la fabbricazione additiva di pezzi in vetro ibrido a temperatura ambiente o a basse temperature, comprese tra 100 e 150 gradi Celsius. La struttura del materiale si basa su precursori di silice, permettendo il controllo preciso e la modularità di densità, porosità ed elasticità all'interno dello stesso componente.

Implementazione e casi d'uso
La tecnologia consente di fabbricare strutture a sandwich che integrano zone flessibili e rigide in un unico assieme senza giunzioni meccaniche. Nell'automazione industriale, il processo viene applicato per l'incapsulamento a temperatura ambiente di lenti ottiche complesse con sensori intelligenti integrati. Un'altra implementazione riguarda i rivestimenti tecnici per aumentare la durabilità delle superfici metalliche, creando materiali trasparenti inalterabili ai raggi UV e agli acidi. Il processo ha raggiunto un livello di maturità tecnologica compreso tra 3 e 6, supportato da prototipi funzionali validati per i settori ferroviario ed energetico.

Risultati e impatto atteso
L'eliminazione dei processi termici ad alta temperatura riduce i costi di attrezzaggio e l'impronta energetica. La standardizzazione di schiume minerali alveolari fornisce un isolamento elettrico e termico capace di resistere fino a 300 gradi Celsius, offrendo un'alternativa per l'isolamento delle batterie nei veicoli elettrici senza i rischi di tossicità delle tradizionali schiume poliuretaniche. Riguardo alla logica strutturale del materiale, Mathieu Orzalesi, responsabile regionale di ricerca e sviluppo di SEGULA Technologies, precisa: «Califichiamo come vetro il materiale ottenuto mediante il nostro nuovo procedimento perché la sua struttura è basata su precursori di silice, tuttavia, offre tutta la versatilità d'uso della plastica, in particolare la sua malleabilità ed elasticità». Questa innovazione tecnica assicura stabilità termica e supporta la riduzione del peso nell'infrastruttura digitale e nei sistemi di trasporto.

Editato da Maria Brueva, redattrice di Induportals – adattato dall'IA.

www.segulatechnologies.com