ORNL & American Process insieme per rinforzare la stampa 3D di resine plastiche mediante l’uso della nanocellulosa.

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La società American Process e l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hanno annunciato di aver siglato un accordo congiunto per migliorare la forza della stampa 3D di resine plastiche, mediante l’utilizzo di nanocellulosa, materiale green, bio derivato dal nanomateriale estratto dagli alberi, dalle performance molto elevate.

Uno dei vincoli della stampa 3D è da sempre il numero limitato di materie prime disponibili. Le resine termoplastiche tradizionalmente utilizzate, forniscono un’inadeguata resistenza meccanica alle parti stampate, che non le rende adatte, quindi, per applicazioni portanti.

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L’obiettivo del progetto della ORNL è quello di trovare un materiale 3D stampabile adatto a produrre parti portanti per la produzione automobilistica e per la produzione di stampi che abbiano punti di forza simili a componenti metallici come l’alluminio, e che siano economicamente equivalenti con i materiali tradizionali.

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Finora, come materiale di rinforzo per le resine di stampa 3D, è stata utilizzata la fibra di carbonio, tuttavia il suo costo elevato e il fatto che si tratta di un materiale che deriva dal petrolio, ha portato i ricercatori della ORNL ad indagare alternative più economiche di agenti rinforzanti, come appunto le nanocellulose.

La nanocellulosa è un materiale derivato da fibre di legno. Si tratta di un materiale molto leggero e resistente che può essere usato per fabbricare parti durevoli.

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Nanocellulosa vista al microscopio

La nanocellulosa può migliorare le prestazioni delle materie plastiche in modo competitivo e nel rispetto dell’ambiente“, ha detto Teodora Retsina, CEO americano Process Inc. “Le fibre di carbonio sono estremamente forti e leggere, ma molto costose per la produzione tanto da essere utilizzate solo per i veicoli aerospaziali e di lusso. La nanocellulosa, di contro, è forte come la fibra di carbonio ma è più leggera. Attraverso questa innovazione nella nostra produzione, riusciamo a produrre un materiale meno costoso, termicamente stabile alle alte temperature e capace di fondersi con polimeri idrofobi, consentendoci, in tal modo, di aprirci la strada alla produzione commerciale.”.

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American Process ha iniziato, così, nel mese di aprile 2015 a produrre una suite di prodotti BioPlus™ nanocellulose, nel suo stabilimento in Thomaston, Georgia. Tale materiale sarà utilizzato da ORNL per la stampa 3D di un componente su larga scala, attraverso l’uso della loro gigantesca stampante 3D, la Big Area Additive Manufacturing (BAAM).

Sviluppata da Cincinnati Incorporated, la BAAM machine è stata utilizzata lo scorso anno per la stampa in 3D di una vettura sportiva full-size. La velocità di deposizione della BAAM – pari a 40 libbre di carbonio all’ora rinforzate dalla plastica ABS -, e le sue grandi dimensioni, fanno sì che anche grandi pezzi, come quelli di un’autovettura, possono essere prodotti con esattezza e precisione di dettagli. La BAAM è, inoltre, in grado di stampare componenti fino a 20 piedi di lunghezza, larghi 8 piedi e alti 6 piedi.

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La nanocellulosa, quindi, si profila come possibile sostituto economico alle costose fibre di carbonio attualmente utilizzate nella stampa 3D per realizzare parti portanti. Nelle industrie aerospaziali e automobilistiche, la tecnologia di stampa 3D può contribuire a migliorare molte prestazioni, come l’alleggerimento della struttura e la maggiore efficienza del carburante. Inoltre, le resine composite ad alta resistenza forniscono una maggiore resistenza alla trazione, una maggiore durabilità, nonché una migliore resistenza agli urti.

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Una ricerca davvero interessante quella della ORNL che è sostenuta dall’Advanced Manufacturing Office in DOE.”Siamo entusiasti di avere l’opportunità di lavorare con American Process Inc. per sviluppare nanocellulose polimeri rinforzati con l’obiettivo di realizzare un nuovo materiale strutturale completamente bio-derivato per produzione di additivi“, ha dichiarato Craig Blu, Direttore dell’Advanced Manufacturing Program and Manufacturing Demonstration Facility della ORNL.

credits: wikipedia e 3ders.org

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