Multiplo

La stampante multi-materiale funziona utilizzando diverse lunghezze d’onda del laser, creando reazioni termiche e chimiche in grado di trasformare i comuni materiali a base di carbonio (poliimmide e ossido di grafene) in un nuovo tipo di grafene altamente poroso. La struttura risultante stampata con questo nuovo grafene non è solo leggera e conduttiva, ma può anche essere stampata o rivestita su substrati flessibili come plastica, vetro, oro e tessuti, creando dispositivi flessibili.

I dispositivi e i componenti elettronici sono tradizionalmente costituiti da materiali rigidi come metalli, silicio e ceramica, ma c'è stato un crescente interesse per la creazione di dispositivi elettronici indossabili flessibili che possano essere piegati, attorcigliati e facilmente adattati a varie superfici.

Il co-leader del progetto, il professore associato Murukeshan Vadakke Matham della NTU School of Mechanical and Aerospace Engineering (MAE) e SC3DP, il centro nazionale di eccellenza nella stampa 3D ospitato presso NTU, ha dichiarato: “Il nostro progetto mira a trovare un modo per realizzare stampa 3D stampare nuovi materiali come polimeri organici e materiali a base di carbonio come il grafene, che ha proprietà che consentono loro di essere stampati o rivestiti su substrati flessibili come plastica o tessuti, creando circuiti flessibili ed estensibili”.

Il professor Murukeshan, che è anche ricercatore principale presso il National Additive Manufacturing Innovation Cluster (NAMIC) di Singapore, ha aggiunto: “L’elettronica flessibile stampata in 3D apre la strada a dispositivi indossabili più comodi e mobili poiché può essere più leggera e più piccola. Ora possiamo creare strutture uniche che prima erano impossibili con l’elettronica rigida tradizionale”.

Sensore stampato in 3D per sacca di fluidi endovenosi intelligentiLa nuova stampante 3D ha già attirato l’interesse di diverse aziende, tra cui la multinazionale americana JABIL-MTI Penang.

JABIL-MTI Penang mira a integrare l’elettronica basata sul grafene stampata in 3D in un sistema di infusione intelligente. Una prova di concetto è stata dimostrata attraverso un prototipo di una sacca per liquidi endovenosi (IV) a basso costo con un sensore stampato incorporato alimentato dall’intelligenza artificiale. Il dispositivo monitora lo stato della flebo, regola parametri come pressione, flusso e temperatura e trasmette le informazioni a uno smartphone in tempo reale. Ciò consente al personale medico di monitorare, controllare e rilevare a distanza anomalie in modo efficiente.

Il gruppo di ricerca ha anche testato la possibilità di integrare componenti stampati in 3D nella fabbricazione di componenti elettronici ad alte prestazioni come sensori di pressione e riscaldatori, con il sostegno finanziario di NAMIC.

Lim Lai Ming, Project Manager, Jabil-MTI Penang, ha dichiarato: “Apprezziamo molto il pensiero creativo e l'approccio innovativo dei team NTU e Panasonic e siamo entusiasti delle possibilità di future collaborazioni. Non vediamo l’ora di esplorare ulteriori opportunità di lavorare insieme e sfruttare l’eccezionale esperienza di innovazione di entrambi i team”.

Il co-leader del progetto, il dottor Low Mun Ji, direttore generale di Panasonic, ha dichiarato: “La nostra tecnologia consente la creazione di materiale a base di grafene altamente poroso e conduttivo da utilizzare in diverse applicazioni. Rispetto ai tradizionali metodi di produzione del grafene, il nostro metodo è più veloce, più economico e altamente compatibile con un’ampia gamma di materiali”.

Il team NTU-Panasonic ritiene che la nuova stampante 3D offra un livello di flessibilità e funzionalità senza eguali rispetto ad altri prodotti simili sul mercato. I membri del progetto hanno affermato che l’innovazione ha il potenziale per rivoluzionare il campo della stampa 3D e aprire nuove possibilità per la progettazione e l’innovazione di nuovi prodotti.

Il progetto tra NTU e Panasonic per lo sviluppo della nuova stampante multi-materiale è stato lanciato nel 2016 con il supporto del Singapore Economic Development Board (EDB) nell'ambito dell'Industrial Post-graduate Program (IPP). Nel corso degli anni, il team del progetto ha depositato due brevetti, presentato a 11 conferenze internazionali e pubblicato 11 articoli. Ha inoltre sostenuto tre scienziati e ingegneri Panasonic che hanno completato un dottorato presso la NTU.