Una stampante 3D ha costruito un motore per auto in tre ore e spendendo 50 centesimi: il progetto del MIT
Produrre un motore su richiesta, direttamente in fabbrica, senza attese né fornitori lontani. È il risultato ottenuto da un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che ha sviluppato un prototipo capace di cambiare il modo in cui vengono realizzati i componenti industriali: un motore elettrico stampato interamente in 3D in circa tre ore. Per i responsabili della ricerca, il risultato dimostra che dispositivi elettromeccanici funzionanti possono essere fabbricati rapidamente e a costi minimi – circa 50 centesimi di materiale – direttamente nel luogo in cui servono.
Come funziona la stampante 3D "multimateriale"
Come spiegato nell'articolo di Virtual and Physical Prototyping che ha illustrato il progetto, il cuore dell'innovazione risiede in una piattaforma di stampa modificata dai ricercatori, dotata di quattro estrusori capaci di lavorare materiali diversi e di combinarli nello stesso oggetto. A differenza delle stampanti tradizionali, che utilizzano uno o due materiali simili tra loro, questo sistema gestisce sostanze con proprietà differenti: materiali conduttivi per trasportare corrente, materiali magnetici per generare campi elettromagnetici e componenti isolanti per separare le parti. La macchina alterna automaticamente gli estrusori, depositando i materiali strato dopo strato con precisione millimetrica. I sensori e un sistema di controllo dedicato assicurano poi l'allineamento perfetto dei livelli. Anche una minima deviazione potrebbe infatti compromettere il funzionamento del dispositivo finale.
Che cos'è il motore lineare
Il prototipo realizzato è un motore lineare, cioè un dispositivo che produce movimento rettilineo invece della rotazione tipica dei motori automobilistici. Questi sistemi sono già usati nell'automazione industriale, nei robot pick-and-place (quei bracci presenti nelle catene di montaggio che spostano grandi componenti) o nei nastri trasportatori aeroportuali. Il modello stampato al MIT ha dimostrato prestazioni pari o superiori a quelle di motori simili costruiti con metodi tradizionali più complessi, arrivando a generare una forza di attuazione multipla rispetto ad alcuni sistemi convenzionali.
Produzione locale e meno sprechi
Uno degli aspetti più rilevanti riguarda l’impatto potenziale sulla logistica industriale. Oggi, sottolineano gli autori del progetto, un guasto a un motore in fabbrica può fermare intere linee produttive finché non arriva il pezzo di ricambio, spesso spedito a costi onerosi da centri specializzati lontani. Una stampante capace di produrre componenti complessi sul posto ridurrebbe invece i tempi morti, gli oneri economici e la dipendenza dalle catene di approvvigionamento globali. Inoltre, questa modalità di fabbricazione utilizza solo il materiale strettamente necessario alla realizzazione del prodotto finale, limitando gli scarti rispetto alle lavorazioni tradizionali.
Le sfide tecniche superate
Integrare materiali così diversi in un unico processo non è stato semplice. Alcuni conduttori, per esempio, devono solidificarsi senza calore eccessivo o luce ultravioletta, perché potrebbero danneggiare gli isolanti. Altri sono disponibili sotto forma di inchiostri e richiedono sistemi di estrusione a pressione, molto diversi dagli ugelli riscaldati usati per i filamenti plastici. Coordinare queste tecnologie in una sola piattaforma ha richiesto un lavoro ingegneristico complesso.
Secondo il responsabile scientifico del progetto, Luis Fernando Velásquez‑García, il motore stampato rappresenta però solo l'inizio di un percorso promettente. La stessa tecnica potrebbe permettere in futuro la produzione rapida di componenti personalizzati per robot, veicoli o dispositivi medici. Il prossimo obiettivo è integrare direttamente nel processo anche la magnetizzazione dei materiali e dimostrarne la stampa completa di motori rotativi, ancora più complessi. Se questi sviluppi manterranno le promesse, la stampa 3D potrebbe evolvere da strumento di prototipazione a vera infrastruttura produttiva distribuita, capace di trasformare fabbriche, manutenzione industriale e progettazione tecnologica.
