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Oct 29, 2023

È impossibile!

On September 26, 1984, film distribution consultant Ben Camack correctly

Il 26 settembre 1984, il consulente per la distribuzione cinematografica Ben Camack rispose correttamente a questo indizio di Jeopardy da 1.000 dollari: "L'inventore della macchina da stampa associato al libro più prezioso del mondo". Purtroppo, alla fine ha rovinato tutto dopo aver fallito nell'identificare l'unico pianeta che non prende il nome da una figura mitologica greca o romana (la Terra), anche se è tornato a casa con dei bagagli nuovi e lucenti, un set lavatrice/asciugatrice e qualche migliaio di dollari. del premio in denaro imponibile.

La risposta (o domanda – ricordate, è "Jeopardy!"), ovviamente, è Johannes Gutenberg, che a metà del 1400 sviluppò un processo di produzione di massa per una macchina da stampa a caratteri mobili che culminò con la stampa di circa 180 copie di le Sacre Scritture di 42 righe, ovvero la "Bibbia di Gutenberg". E mentre innumerevoli altri avrebbero contribuito al suo lavoro nei secoli successivi, il mondo oggi sarebbe un posto molto diverso se l’artigiano tedesco non avesse dato il via a quella che oggi è conosciuta come la Rivoluzione della stampa, uno sviluppo che portò al Rinascimento, alle comunicazioni di massa globali. e, infine, la stampa 3D.

Grazie a Jeff DeGrange e ai suoi colleghi della Impossible Objects Inc. con sede a Chicago, il frutto dell'ingegno di Gutenberg sta attualmente godendo di un'altra sorta di rinascita. Il direttore commerciale ha spiegato che la produzione additiva a base composita (CBAM) dell'azienda funziona in modo stranamente simile a quello di una moderna macchina da stampa. "È ad alta velocità, come si vede nella produzione di giornali, ma utilizza materiali in fibra di carbonio e fibra di vetro anziché carta", ha osservato.

Come con una stampante 2D, il processo inizia applicando selettivamente l’inchiostro su un substrato. Con CBAM, il primo è un "fluido acquoso a getto d'inchiostro termico" che funge da adesivo durante la fase successiva, che consiste nel ricoprire la superficie con una polvere di Nylon 12 o PEEK (polietere-etere chetone) di morfologia simile a quella utilizzata nei sistemi selettivi. -sinterizzazione laser (SLS), impregnando così il tessuto. Un sistema di aspirazione rimuove quindi la polvere in eccesso e il foglio si sposta in una stazione di impilamento automatizzata, non diversamente dalla preparazione di un libro per la pubblicazione.

Le somiglianze finiscono qui, tuttavia. Una volta stampata ciascuna fetta dell'immagine 3D, la pila viene riscaldata fino al punto di fusione del polimero e compressa, fondendo gli strati e legandoli saldamente al substrato di tessuto. Il passaggio finale consiste nel posizionare il blocco di materiale consolidato in una cabina di sabbiatura riempita con perle abrasive morbide. Questi colpiscono il pezzo in lavorazione, staccando le fibre non fuse fino a quando la parte finita (o le parti, nella maggior parte dei casi) emergono lisce e pronte per l'uso.

Il processo appena descritto è CBAM-2, che Impossible Objects caratterizza come un sistema a basso volume. L’iterazione successiva, CBAM-HS, si basa ulteriormente sul concetto di macchina da stampa sostituendo i singoli fogli di tessuto a fibra lunga con rotoli di materiale. Ciò offre agli utenti una maggiore flessibilità in termini di dimensioni delle parti e scalabilità e, poiché la stampante viene alimentata continuamente, è significativamente più veloce rispetto alle tecnologie concorrenti. Impossible Objects sta anche lavorando su ulteriori combinazioni di materiali come fogli di vetro o fibra di carbonio fusi con elastomeri e materiali termoindurenti.

Quest’ultima combinazione di materiali contribuirà a consolidare la posizione dell’azienda nel settore dell’elettronica, dove fornisce “pallet a basso costo con saldatura ad onda” stampati in 3D e altri strumenti utilizzati per produrre circuiti stampati (PCB).

"Tutto ciò che contiene un PCB è un'area chiave per noi", ha affermato DeGrange. "Pensa solo a tutti i componenti elettronici della nostra vita. Praticamente tutti richiedono un dispositivo o uno strumento di qualche tipo, e molti sono lavorati a CNC da pannelli in fibra PEEK, un materiale piuttosto resistente agli utensili da taglio. Questa è un'altra area in cui la produzione additiva in generale, ma in particolare il processo CBAM, si sta rivelando un’alternativa più conveniente."

Esistono storie di successo simili riguardo ai componenti per droni e altri velivoli senza equipaggio, perché la fibra di carbonio è allo stesso tempo resistente e leggera. Se fuso con polimeri di livello tecnico come PEEK e nylon, quindi stampato in 3D in strutture topologicamente ottimizzate, diventa un valido sostituto del metallo in questi e usi altrettanto impegnativi.