Due startup mirano a rendere più economiche le componenti in fibra di carbonio reinventandone il processo produttivo.
di Mike Orcutt
Un giorno, la fibra di carbonio potrebbe finalmente diffondersi e rendere le nostre automobili ed i nostri aeroplani più leggeri ed efficienti. Oggi, purtroppo, le parti realizzate in questo materiale continuano a costare caro e, di conseguenza, sono riservate alle sole automobili sportivi ed ai nuovi aerei di linea. Alcuni imprenditori stanno però scommettendo sulla stampa 3-D per riuscire ad abbattere il costo delle parti in fibra di carbonio e agevolarne la diffusione.
I benefici della fibra di carbonio sono talmente grandi – le parti realizzate con questo materiale possono essere resistenti quanto l’alluminio pur pesando meno – che “chiunque possa permetterselo” sta già utilizzandola per applicazioni nel settore aerospaziale ed automobilistico, dice Greg Mark, CEO e fondatore della startup MarkForged di Cambridge, nel Massachusetts.
La fibra di carbonio è troppo cara per applicazioni più comuni, ed una delle principali ragioni per cui è così cara sta nel modo in cui viene prodotta: un complesso processo che richiede tempo, manodopera selezionata e diversi processi manuali (vedi “A quando la produzione di massa delle auto in fibra di carbonio?”). Mark sostiene che il nuovo processo sviluppato dalla sua azienda è semplice quanto la progettazione al computer della parte che si desidera realizzare.
La capacità di stampare parti in fibra di carbonio aumenterà l’uso della stampa 3-D in molte industrie, spiega Robert Swartz, fondatore, presidente e CTO della startup Impossible Objects di Chicago. Gran parte degli oggetti in plastica realizzati con le esistenti tecniche di stampa 3-D non è sufficiente performante per essere utilizzata in prodotti quali i droni. “C’è un concreto bisogno di funzionalità”, spiega Swartz. “Funzionalità e materiali migliori”.
Tecnicamente, le parti in fibra di carbonio sono composte da materiali compositi ottenuti combinando precisamente le fibre di carbonio con un polimero. La creazione di un composito in fibra di carbonio con una stampante 3-D non è un processo semplice, perché il materiale non è compatibile con le convenzionali testine delle stampanti (come spiegato in parole semplici da Mark, il materiale “le intasa da far schifo”).
La MarkForged ha superato questo problema inventando un nuovo materiale “precursore” che può essere stampato attraverso una testina sviluppata appositamente dalla società. Al prezzo di $5.499, il primo prodotto della MarkForged, una stampante denominata Mark One, presenta una nuova testina abbinata ad una seconda testina tradizionale che serve a estrudere un polimero termoplastico. Ciascuno strato di una parte stampata contiene una combinazione prescritta di materiale termoplastico e fibra di carbonio.
La Impossible Objects, dal canto suo, ha sviluppato un processo che ovvia alla necessità di stampare la fibra di carbonio. Il processo, infatti, parte da una pellicola di fibra di carbonio. Sopra ciascuno strato, una stampante a getto di inchiostro deposita una soluzione trasparente seguendo un disegno preciso dettato da istruzioni digitalizzate. Un polimero in polvere viene quindi aggiunto e fatto aderire al disegno stampato. Le pellicole vengono impilate e riscaldate per provocare lo scioglimento e il legame del polimero con la fibra di carbonio. Per finire, un processo di sabbiatura rimuove le parti in fibra di carbonio che non hanno aderito al polimero. La Impossible Objects realizza parti su ordinazione e sta sviluppando un macchinario da vendere alle imprese interessate a utilizzare il processo per sviluppare le proprie parti in fibra di carbonio.
(MO)
