Stampa 3D - Processi

UpNano introduce tecnologia 2PP a nano risoluzione per stampare in 3D parti di dimensioni centimetriche in pochi minuti

Più laser consentono parti in polimero ultra precise su 12 ordini di grandezza

Un laser ad alta potenza, un percorso ottico ottimizzato, una tecnologia di risoluzione adattiva brevettata e algoritmi intelligenti per la scansione laser hanno permesso a UpNano di ottenere una stampa 3D ad alta risoluzione senza precedenti con la tecnologia 2PP. Forse ancora più importante, questa risoluzione può essere raggiunta su parti di dimensioni centimetriche (mes-range).

Le parti con risoluzione nano e microscala possono ora essere stampate su dodici ordini di grandezza, in tempi mai raggiunti in precedenza. Ciò è stato realizzato dalla UpNano GmbH di Vienna (Austria), uno spin-out di TU Wien, che ha sviluppato un sistema di stampa 3D 2PP di fascia alta in grado di produrre parti polimeriche con un volume compreso tra 100 e 1012 micrometri cubi. Allo stesso tempo, la stampante consente la risoluzione su nanoscala e microscala. Recentemente, l’azienda ha dimostrato questa straordinaria capacità stampando quattro modelli della Torre Eiffel che vanno da 200 micrometri a 4 centimetri, con una rappresentazione perfetta di tutte le minuscole strutture entro 30- 540 minuti. Con questa nuova evoluzione, la stampa 3D 2PP è pronta per applicazioni in ricerca e sviluppo e nell’industria che sembravano finora impossibili.

Il team di TU Wien è stato tra i primi al mondo a sfruttare le capacità della stampa 3D di polimerizzazione a 2 fotoni (2PP), una tecnologia di produzione ultra precisa che finora poteva essere ottimizzata solo per un intervallo di scala molto limitato. Inoltre, la produzione dell’ordine del centimetro (meso-range) ha richiesto un tempo estremamente lungo e quindi non era attraente per la produzione quantitativa nell’industria. L’azienda austriaca ha ora dimostrato ciò che sembrava impossibile: il loro sistema di stampa NanoOne è in grado di produrre parti ad alta precisione con una risoluzione nanometrica e micrometrica che varia da centesimi a millimetrici. E questo in pochi minuti.

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Fotoni potenti

“Abbiamo sviluppato e brevettato un’innovativa tecnologia di risoluzione adattiva per il nostro sistema di stampa 3D”, ha spiegato Peter Gruber, responsabile della tecnologia e co-fondatore di UpNano. “Insieme a un percorso ottico ottimizzato e algoritmi intelligenti, possiamo utilizzare la piena potenza del laser fino a 1 Watt, che è molte volte di più rispetto a sistemi comparabili”. Un laser così potente fornisce energia sufficiente per la stampa ad alta velocità, specialmente nella modalità di risoluzione adattiva. Questo, infatti, è un vantaggio significativo rispetto ad altri sistemi che utilizzano laser più deboli e sono quindi limitati nella produttività.

“Il vantaggio di questa innovazione – ha aggiunto Bernhard Küenburg, CEO di UpNano – è notevole nella meso-gamma. Il sistema NanoOne offre tempi di produzione molto più rapidi rispetto ad altri sistemi. Aggiungete la nostra tecnologia di risoluzione adattiva brevettata a questo e avrete la capacità di stampare oggetti di un centimetro di grandi dimensioni con una risoluzione micrometrica in brevi cicli di produzione”. Questo algoritmo consente un allargamento dello spot laser fino a un fattore 10 in accordo con le specifiche del provino stampato. Un semplice cambio di obiettivi (ce ne sono diversi disponibili, che vanno da ingrandimenti 4x a 100x) permette la produzione di particolari in micro-range con risoluzioni su scala nanometrica. Anche questo è molto più veloce di altri sistemi grazie ai percorsi ottici specifici, gli algoritmi di scansione ottimizzati e la tecnologia proprietaria di risoluzione adattiva. In effetti, NanoOne è in grado di produrre oggetti con volumi che vanno da 12 ordini di grandezza. Le dimensioni nella gamma micrometrica sono ugualmente possibili come nella gamma centimetrica, pur mantenendo una risoluzione estremamente elevata. E tutto questo nel più breve tempo possibile.

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Dalla ricerca e sviluppo all’industria

Grazie a questa elevata versatilità, il sistema è stato accolto con grande interesse in R&S e nell’industria subito dopo la sua introduzione. Un esempio per il suo utilizzo in medicina e ricerca è la produzione di microaghi con tolleranze strette e caratteristiche definite come la punta affilata, la cannula o il serbatoio.

Le parti funzionali micro-meccaniche riflettono un’altra interessante area di applicazione per la tecnologia UpNano. Un esempio di benchmarking è una molla funzionale con un’altezza di 6 millimetri stampata in meno di 6 minuti o parti a due componenti con elementi mobili inclusi, stampate in singoli lavori di stampa per applicazioni med-tech.

I filtri sono il terzo di numerosi esempi che dimostrano la gamma di dimensioni del NanoOne. Dimensioni di diversi centimetri quadrati con dimensioni dei pori nella gamma micrometrica a una cifra bassa possono essere stampate in poche ore. “Tali filtri hanno dimensioni dei pori esattamente definite per il 100% di tutti i pori”, spiega Bernhard Küenburg. Le variazioni nelle dimensioni dei pori sono quindi tanto storia quanto i risultati del filtro insoddisfacenti. In questo modo, il NanoOne di UpNano offre un nuovo orizzonte per i processi di filtraggio e separazione, un orizzonte che esemplifica il potere innovativo dell’azienda.

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version. Inoltre sono Senior Analyst di SmarTech Analysis, una delle più importanti realtà al mondo attive nella rilevazione di dati e previsioni di mercato relative ai vari segmenti verticali dell'industria della manifattura additiva.

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