Studio e sviluppo di formulazioni fotopolimerizzabili per stereolitografia

Con il termine manifattura additiva (additive manufacturing), comunemente conosciuta anche come stampa 3D, si intende un gruppo di tecnologie produttive che, a partire dalla definizione matematica di un oggetto tramite modello CAD tridimensionale, permettono di ricostruire l'oggetto attraverso la deposizione di materiale in strati successivi e quindi in modo additivo. A differenza delle tradizionali tecniche di produzione, la costruzione additiva permette una completa libertà  di progettazione ed ਠdi particolare interesse nella prototipazione, per la produzione ad esempio di piccoli lotti di pezzi, oggetti personalizzati e componenti di ricambio. La stereolitografia (SLA) ਠuna tecnica di stampa 3D basata sulla foto-polimerizzazione di una resina liquida. In particolare, un raggio laser illumina, in modo controllato, uno strato predefinito di resina, seguendo il modello 3D dell'oggetto, portando alla polimerizzazione e solidificazione della resina, questo processo viene ripetuto un certo numero di volte in modo da costruire l'intero oggetto strato dopo strato. L'obiettivo di questa attività  di ricerca ਠlo sviluppo di resine foto-polimerizzabili che possano essere utilizzate per la stampa 3D mediante SLA per l'ottenimento di materiali con proprietà  termo-meccaniche controllate e proprietà  funzionali. La resina base utilizzata come principale componente delle formulazioni ਠun polietilene glicole diacrilato (PEGDA) a cui sono stati aggiunti in opportune percentuali monomeri e oligomeri reattivi al fine di ottenere una serie di formulazioni. Con lo scopo di ottenere una formulazione con proprietà  funzionali, al PEGDA ਠstata aggiunta una quantità  nota di grafene ossido in forma di sospensione acquosa. Queste formulazioni sono state reticolate mediante irraggiamento UV e i materiali ottenuti sono stati sottoposti ad una dettagliata caratterizzazione termica e termo-meccanica. Queste analisi dimostrano come, variando la tipologia e la quantità  di monomeri e oligomeri utilizzati, si possano ottenere materiali con diverse proprietà  termo-meccaniche rispetto a quelle del materiale ottenuto con la resina base. Sui materiali additivati sono state inoltre eseguite prove di conducibilità  elettrica che dimostrano come l'aggiunta di grafene ossido porti a un leggero miglioramento delle proprietà  elettriche del materiale. Utilizzando le resine tal quali e additivate con grafene ossido sono stati inoltre prodotti mediante stampa 3D SLA provini, oggetti e prototipi di vario tipo. In questa attività  di tesi si ਠquindi dimostrato che formulando in modo opportuno oligomeri e monomeri acrilati ਠpossibile ottenere materiali con proprietà  termo-meccaniche variabili e proprietà  funzionali che possono quindi essere controllate e scelte anche in funzione dell'applicazione finale del materiale. Si ਠinfine dimostrato che queste formulazioni possono essere utilizzate come resine per SLA per la stampa 3D di oggetti con una buona risoluzione.