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SUTD punta sull’economia circolare localizzata per i materiali ecologici di stampa 3D

In natura, i materiali e gli organismi biologici fanno parte di un processo circolare di produzione e degrado. Questo processo sostiene la Terra e gli esseri viventi su di essa. Gli esseri umani, tuttavia, hanno introdotto nuovi materiali e prodotti che non si adattano a questa economia circolare, causando sprechi che, come tutti sappiamo, sono dannosi per la salute del pianeta. La ricerca condotta presso l’Università di Tecnologia e Design di Singapore (SUTD) mira a creare un processo che consenta di degradare e riutilizzare i rifiuti urbani come materiale di stampa 3D, creando così un nuovo tipo di economia circolare.

Secondo quanto riferito, il processo sviluppato dal team SUTD è in grado di consentire “la produzione e il degrado di quasi tutti gli oggetti all’interno di un’economia circolare utilizzando la manifattura additiva e i rifiuti urbani”. Il metodo è stato ispirato dai principi dei processi naturali, che sono stati applicati agli ecosistemi urbani localizzati.

In un precedente progetto, i ricercatori hanno sviluppato un materiale adesivo simile a un fungo, FLAM , fatto di chitina e cellulosa derivati ​​da crostacei e gusci di insetti, legno e carta. Realizzato con due dei polimeri organici più comuni, FLAM è stato sviluppato come alternativa ecologica alla plastica biodegradabile, flessibile, resistente e che può essere prodotta utilizzando la stampa 3D.

La sfida con il materiale FLAM consisteva nell’integrare la chitina, che in genere viene raccolta stagionalmente come sottoprodotto dell’industria della pesca, rendendola maggiormente disponibile per le zone costiere rurali. Per evitare di dover trasportare il polimero naturale — contribuendo negativamente alla sua impronta di carbonio — i ricercatori hanno deciso di creare una soluzione più localizzata, focalizzata sull’uso di materiali all’interno di un ecosistema regionale.

Lama di turbina lunga 1,2 metri stampata in 3D con FLAM.

È interessante notare che parte della soluzione è stata trovata nella mosca soldato nera (BSF), un insetto che viene comunemente utilizzato per scomporre materiali organici come i rifiuti alimentari in proteine, oli e altre biomasse. Il guscio della mosca, come hanno scoperto i ricercatori, può anche essere usato come fonte di chitina.

Attingendo a questo, i ricercatori hanno capito che la chitina potrebbe essere derivata da molti insetti e organismi naturali che possono abbattere gli sprechi alimentari, come vermi e funghi. Ciò significa che esiste la possibilità di raccogliere la chitina da qualsiasi insetto o verme locale utilizzato per la bio-conversione, una tecnica di scomposizione degli alimenti che sta diventando sempre più popolare.

La chitina può quindi essere combinata con cellulosa di provenienza locale per creare materiali di stampa 3D, che possono essere trasformati in prodotti e infine biodegradati con l’aiuto di insetti, dopodiché il ciclo si riavvia.

“Questo nuovo sviluppo trasformerà il modo in cui produciamo, consentendo un modello alternativo in cui i materiali vengono prodotti e consumati utilizzando risorse disponibili localmente”, ha affermato il professor Assistant Javier G. Fernandez di SUTD, autore principale dello studio . “Inoltre, consentirà a chiunque nel mondo di adattare e integrare la produzione generale al suo ecosistema circostante”.

Il professore associato SUTD Stylianos Dritsas, coautore del documento, ha aggiunto: “La stretta vicinanza e la profonda integrazione dei cicli di produzione e consumo ispirati alla biologia all’interno degli ecosistemi urbani possono non solo influenzare il modo in cui popoleremo le città di domani, ma anche a ragionare controcorrente, per progettarle e poi realizzarle”.

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