Mediated Matter, dal MIT’s Department of Mechanical Engineering, dal Wyss Institute, e dal MIT’s Glass Lab. La novità sta nel materiale di stampa: il vetro." />

Stampare in 3D usando il vetro? Perché no

Una nuova tecnica di stampa di precisione in 3D è stata sviluppata da una cordata di gruppi di ricerca provenienti daMediated Matter, dal MIT’s Department of Mechanical Engineering, dal Wyss Institute, e dal MIT’s Glass Lab. La novità sta nel materiale di stampa: il vetro.

L’ugello della stampante deposita il vetro fuso. (Foto: 3D Printing and AM)
L’ugello della stampante deposita il vetro fuso. (Foto: 3D Printing and AM)

Mediated Matter, capofila dell’iniziativa, è un gruppo di ricerca creato all’interno del MIT Media Lab, che studia il disegno digitale e le tecnologie di fabbricazione quali mediatori tra materia e ambiente. L’obiettivo dichiarato del gruppo è, nelle parole della sua fondatrice, l’architetto e designer Neri Oxman, «Trasformare radicalmente il modo di ideare e costruire oggetti, edifici, sistemi. Usare principi ispirati alla natura e implementarli nella creazione di nuove tecniche di disegno digitale».

Il progetto si chiama G3DP. Con la commistione di tecniche millenarie dell’elaborazione del vetro insieme alle più innovative tecnologie di stampa 3D a disposizione, il gruppo di ricercatori è riuscito a fabbricare strutture in vetro incredibilmente complesse.

Sezione schematica della stampante. A. durante la fabbricazione; B. serbatoio del forno; C. crogiolo del forno; D. ugello del forno. (Immagine: 3D Printing and AM)
Sezione schematica della stampante. A. durante la fabbricazione; B. serbatoio del forno; C. crogiolo del forno; D. ugello del forno. (Immagine: 3D Printing and AM)

La parte superiore della stampante è un piccolo forno dove s’introduce il vetro. Il forno raggiunge una temperatura di più di 1.000 °C, alla quale il vetro si fonde facilmente. L’ugello di fuoriuscita del materiale è fatto di alluminio, zirconio e silicio e ha una funzione simile a quella dell’erogatore di una tipica stampante FDM da tavolo. Una volta fuso, il vetro è incanalato verso l’ugello, che lo estrude su una piattaforma dove lentamente raffredda e indurisce. Con l’uso di aria compressa, è possibile regolare la temperatura dell’ugello per fermare il flusso di vetro e, di conseguenza, interrompere la stampa.

Proprietà ottiche degli oggetti stampati: A. alto grado di trasparenza; B. elaborati riflessi generati da una luce LED soprastante. (Foto: 3D Printing and AM)
Proprietà ottiche degli oggetti stampati: A. alto grado di trasparenza; B. elaborati riflessi generati da una luce LED soprastante. (Foto: 3D Printing and AM)

La stampante ha il telaio in alluminio 80/20 con profilati d’acciaio. Usa tre motori passo-passo indipendenti e un sistema di movimentazione a vite. Il sistema di controllo, invece, è composto da schede Arduino e RAMPS 1.4 Arduino. Il principio di movimento è molto simile a quello di una stampate 3D ad assi cartesiani.

Nelle stampe effettuate dal gruppo di ricercatori, ogni strato di vetro stampato è, in media, alto 4.5 mm e largo 7.95 mm con una notevole accuratezza di esecuzione. Come spiegato nell’articolo che sarà pubblicato sul numero di settembre 2015 della rivista 3D Printing and Additive Manufacturing:

Diversi oggetti stampati in vetro. (Foto: 3D Printing and AM)
Diversi oggetti stampati in vetro. (Foto: 3D Printing and AM)

«La precisione della stampante nel depositare gli strati di vetro è molto alta. La deviazione del filamento rispetto al percorso programmato va da 0.18 mm a 0.13 mm con una deviazione massima osservata di 0.42 mm. Ciò vuol dire che una tolleranza di 0.5 mm è da considerare se si sceglie di usare questo metodo».

Si tratta di una tecnica con la quale si possono fabbricare strutture complesse le cui applicazioni potrebbero non essere solo appannaggio di artisti come Oxman. Sarà interessante vedere quali industrie ne faranno uso in futuro, e in quali settori.

Fonte:

3D Print.com
(http://3dprint.com/90748/g3dp-glass-3d-print/)

Per approfondire:

Klein et al., “Additive Manufacturing of Optically Transparent Glass”, in 3D Printing and Additive Manufacturing, Settembre 2015.
(http://online.liebertpub.com/doi/pdfplus/10.1089/3dp.2015.0021)

Video di Mediated Matter, “Glass”

(https://vimeo.com/136764796)