Che cos’è l’Additive Manufacturing? L’Additive Manufacturing (AM) è una classe di tecniche di fabbricazione che permette di realizzare strutture 3D con un approccio additivo, layer-by-layer, distinguendosi dalle metodologie sottrattive, quali le tecniche di lavorazione più tradizionali (ad es., tornitura, fresatura). Lo sviluppo di tecnologie innovative legate all’AM ha permesso di risolvere alcune problematiche tipiche dei metodi di fabbricazione tradizionali, come la possibilità di progettare strutture 3D con una architettura complessa, eliminando i costi e tempi necessari impiegando metodi sottrattivi convenzionali. Le tecnologie dell’AM si propongono, dunque, come promotrici di un’economia più sostenibile, riducendo enormemente gli scarti di lavorazione di processi più classici. Le tecniche di AM possono essere classificate in base alla natura del materiale che si intende impiegare nel processo di stampa (Figura 1). La scelta di impiegare un materiale in forma liquida, solida (ad es., semilavorato) o polvere, non dipende solamente dal tipo di processo che si intende utilizzare, ma anche dalle caratteristiche chimicofisiche del materiale stesso. Le polveri possono essere utilizzate come materia prima nelle tecnologie AM (Figura 1, in alto); Selective Laser Sintering (SLS), Electron Beam Melting (EBM) e Binder Jetting sono le tecniche più utilizzate per la lavorazione di polveri prevalentemente metalliche. I materiali solidi, solitamente in forma di semilavorati (ad es., laminati o filamenti estrusi), possono essere lavorati, per la produzione di strutture 3D, mediante tecnologie AM (Figura 1, al centro) quali Laminated Object Manufacturing (LOM), Fused Deposition Modeling (FDM) e Melt Electrowriting (MEW). Infine, possono essere utilizzati anche liquidi viscosi (ad es., resine termoindurenti, soluzioni polimeriche e idrogeli, Figura 1, in basso); stereolitografia (SLA), Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) Inkjet Printing e Robotic Dispensing sono tra i metodi più comunemente usati per la stampa di liquidi viscosi e idrogeli. Ciascuno di questi processi segue un percorso di produzione dell’oggetto comune a tutti gli approcci AM (Figura 1), secondo cui da un modello disegnato tramite specifici software, si originano file compatibili alle macchine di stampa. I metodi di fabbricazione convenzionali operano in maniera tale che un nuovo oggetto venga fabbricato a partire da un semilavorato iniziale, causandone enormi sprechi di materiale in seguito alle lavorazioni necessarie per ottenere l’oggetto con le dimensioni volute. Tale strategia è tipica di un approccio sottrattivo. Al contrario, l’approccio di AM prevede un processo avanzato di fabbricazione. L’intero percorso di fabbricazione seguito dalle tecniche di AM viene riportato in figura 2, dove è possibile osservare come dall’acquisizione di immagini anatomiche, in caso di applicazioni in ambito biomedicale, o di progettazione al computer si giunga all’ottenimento della struttura finale che replica, il più fedelmente possibile, la struttura di interesse. In particolare, quindi, il percorso comune ai processi di AM prevede che 12 AEIT • numero 5/6 L’Additive Manufacturing nella Bioingegneria Le tecniche di stanno acquisendo sempre maggiore importanza nelle applicazioni bioingegneristiche in molteplici campi. Dopo una breve introduzione alle principali tecniche, verranno descritti i principali ambiti di ricerca e utilizzo in ambito biomedicale Matteo Pitton, Silvia Farè Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “G. Natta”, Politecnico di Milano
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