Zortrax, con il sostegno dell’ Agenzia Spaziale Europea (ESA)*, lavora sulla tecnologia che consente di produrre i materiali compositi particolarmente resistenti sulla base di due miscele di polimeri PEEK con l’uso della stampante industriale 3D Zortrax Endureal. Dopo quasi un anno dell’attività di ricerca e sviluppo è stato possibile stampare i primi modelli compositi costituiti da materiali PEEK standard nonché da una miscela sperimentale PEEK (creata dall’ ESA) che conduce elettricità. Grazie a ciò la stampante Zortrax Endureal sarà in grado di stampare le parti con circuiti elettrici incorporati o perfino con semplice elettronica.
Il sistema di doppia estrusione utilizzato dalla stampante Endureal tradizionalmente serviva alla stampa delle strutture di puntellamento composte dai materiali diversi da quelli destinati al modello definitivo. Tuttavia, nel settore aeronautica e aerospaziale si è posta la necessità
di stampare i materiali compositi costituiti da due polimeri ad alta temperatura. La tecnologia sviluppata dalla Zortrax è una risposta a questa necessità. Al fine di dimostra-re le capacità di tale soluzione gli ingegneri della Zortrax hanno utilizzato il materiale sperimentale PEEK elettricamente conduttivo fornito dall’ESA il quale in combinazione con il PEEK standard permette di stampare i primi modelli con le tracce stampate che trasmettono dati ed energia elettrica.
– La riduzione del peso è uno degli obiettivi fondamentali che stanno dietro agli ingegneri del settore aeronautica e aerospaziale. Ciò può essere ottenuto tramite, per esempio, una progettazione dei componenti multifunzionali. In un aereo o in una nave spaziale standard occorre tener conto sia delle parti strutturali che del cablaggio che consente di trasmettere energia elettrica e dati tra due sistemi di bordo diversi. Ecco come intendiamo risolvere questo problema: grazie all’applicazione della stampa con l’uso dei componenti PEEK con delle tracce conduttive incorporate sarà possibile la produzione delle strutture resistenti abili alla trasmissione dati ed energia. In tali circo-stanze si può rinunciare ad un ulteriore cablaggio nonché ridurre notevolmente il peso. È come se fosse creata una verga di acciaio solido con funzione del connettore USB al contempo. È proprio grazie alla Zortrax Endureal che è in grado di funzionare con l’uso dei polimeri ad alta temperatura – ha detto Michał Siemaszko, capo della sezione ricerca e sviluppo (Head of Research and Development) della Zortrax S.A.
La stampa dei modelli compositi è stata possibile grazie alle capacità eccezionali della stampante Zortrax Endureal. Il gruppo costituito da ingegneri che hanno lavorato sul dispositivo ha raggiunto
la rigidità del sistema di estrusione particolarmente alta, il ciò si traduce nella precisione dimensionale dei modelli stampati. L’impianto è in grado di operare in temperature molto alte fino a 480° C nel modulo dell’estrusore, a 220° C sulla superficie della piattaforma di lavoro ed a 200° C nella camera
di stampa. Tutte le temperature sopraccitate possono essere impostate liberamente al fine di ottenere i migliori risultati della stampa fatta dai polimeri resistenti come Z-PEI 9085 o miscela PEEK.
La tecnologia della stampa composita richiede anche tante innovazioni nell’area di firmwaree software.
– La tecnologia su cui stiamo lavorando apre la strada alla stampa delle parti intelligenti assieme ai sistemi elettrici che conservano tutti i parametri meccanici e termici dei polimeri come PEEK.
La Zortrax Endureal diventerà uno strumento sempre più efficace agli ingegneri e ai designer che lavorano sulle tecnologie avanzate nel settore di aeronautica, automobilistica o aerospaziale.
Ci aspettiamo che le tecnologie innovative elaborate a proposito di progetti come questo saranno tra poco disponibili alle stampanti che abbiamo in vendita, che vale a dire, ne faranno uso anche i nostri clienti – ha detto Rafał Tomasiak, CEO e cofondatore della Zortrax S.A.
L’introduzione delle soluzioni individuate mediante la stampa dei modelli compositi destinatiagli impianti disponibili all’acquisto è stato già lanciato. Tutti i miglioramenti apportati ad oggetto di facilitare una stampa simultanea da un PEEK standard e da una miscela elettricamente conduttiva dell’ESA sono disponibili nella versione commerciale della stampante Zortrax Endureal. I clienti possono essere sicuri che gli impianti da loro acquistati sono tecnicamente preparati alla stampa composita, invece lo sblocco di tale opzione avverrà tramite un semplice aggiornamento del software non appena la tecnologia sarà stata appositamente perfezionata.
La Zortrax Endureal è una stampante 3D di terza generazione designata a lavorare con i materiali ad alta temperatura come Z-PEI 9085 o miscela PEEK i quali dimostrano dei parametri meccanici paragonabili alle leghe metalliche. L’impianto dispone di un ampio spazio di lavoro dalle dimensioni di 400 x 300 x 300 mm ed è suddiviso in tre zone termiche isolate: sezione filamenti, sezione estrusore e camera di stampa. La temperatura massima dell’estrusione è di 480° C. La piattaforma di lavoro
in alluminio ricoperta di PEI viene riscaldata fino a 220° C, mentre la temperatura della camera di stampa può essere precisamente impostata fino a 200° C.