Prototipi stampati 3D e nuovi materiali al servizio di industria 4.0

I loro sensori possono avere gli usi più svariati: attestano l’autenticità di un prodotto, rivelano inquinanti, e perfino la qualità del sonno. Ma la loro attività non si limita a questo, ha uno spettro di azione enorme. Grande quanto lo studio delle nuove proprietà dei materiali.

Il Laboratorio Additive Manufacting del CrossLab si occupa di tutte le attività di stampa 2D e 3D, con una particolare attenzione alla caratterizzazione e realizzazione di materiali innovativi per l’industria 4.0. Mantenendo sempre presente “il concetto di fornire soluzioni a basso costo per le imprese”, sottolinea Simone Genovesi, docente di campi elettromagnetici del DII e coordinatore del Lab. In poco più di un anno si sono rivolte a loro una decina di imprese del settore cartario, tessile, pelletteria, ceramica, nel tentativo di trovare nuove soluzioni di prodotto o di processo. Sono state accolte da un team con un ampio raggio di competenze: elettroniche, elettromagnetiche, biomediche. Perché senza questo reticolo interdisciplinare non è possibile offrire risposte efficaci.

La prima macrocategoria di ricerca del Lab è quella dei sensori. Sensori di umidità, ph, temperatura. “Lo sforzo più importante che stiamo mettendo in campo è quello della possibilità di una loro lettura a distanza attraverso il wireless; le aziende mostrano un particolare interesse per questo approccio”. I loro usi potenziali sono molto vasti. “Dispositivi indossabili possono avere importanti ricadute per la sicurezza sul lavoro: possono rilevare la presenza di un gas nell’aria e dare l’allarme”. Possono essere utili per la cura di un anziano a casa, perché una loro particolare versione può consentire di capire se una persona è caduta. Possono perfino essere applicati al proprio smartphone per ritrovarlo più facilmente.

Una versione di sensori già in via di sperimentazione con le aziende consente la nascita di un formidabile sistema anticontraffazione che si avvale dell’uso di inchiostri conduttivi per la stampa creati nell’ambito di un progetto europeo (Emergent). Grazie ad essi è possibile occultare in qualsiasi oggetto una “firma” inconfutabile, fissare il particolare Dna rilevabile con le radiofrequenze e capire così se si tratta di un esemplare originale. Alcuni progetti con imprese del territorio stanno mettendo a punto sensori per la misura del ph della pelle lavorata. Altri ancora lavorano su sensori microelettronici per rilevare fattori inquinanti. Il più singolare fra tutti è il progetto LAID, realizzato in collaborazione con un materassificio. L’obiettivo è quello di monitorare la qualità del sonno e l’azienda ha già realizzato alcuni prototipi.

Un altro campo di ricerca del Lab riguarda la realizzazione di antenne. “Le tecnologie di manifattura additiva consentono di creare forme che si sposano perfettamente con l’oggetto in cui devono essere inserite, ottenendo funzionalità migliori”. Lo studio dei materiali innovativi consente di creare in ogni campo soluzioni prima impensabili. Un altro caso è quello messo a punto con un’azienda del territorio, in cui particolari pannelli che assorbono le radiazioni elettromagnetiche sono di supporto per realizzare con grande precisione inventari in magazzini di grandi dimensioni.

“Il Lab offre consulenze su singole problematiche delle imprese, creiamo soluzioni non reperibili sul mercato grazie a conoscenze specifiche della nostra équipe di ricerca”, dice Genovesi. In questo contesto, per le aziende, è particolarmente importante testare materiali innovativi grazie alle stampanti che possono produrre rapidamente un prototipo a basso costo, senza bisogno di replicarlo in serie.

Attualmente sono stati attivati due contratti di ricerca e formazione con altrettante aziende del territorio e altri sei con finanziamenti della Regione Toscana per l’industria 4.0.