Giuseppe Barile
15 lug 2025
La nuova tecnologia di stampa 3D multi-asse consente di depositare materiali compositi con fibre continue lungo traiettorie curve nello spazio. Il risultato? Pezzi più resistenti e leggeri, senza i limiti delle stampanti tradizionali, pronti per applicazioni dall’automotive all’aerospazio.
La chiamano stampa 3D, ma il processo odierno assomiglia più a una “stampa 2.5D”. In una stampante 3D convenzionale, infatti, gli strati di materiale fuso vengono depositati uno sull’altro su un piano orizzontale; l’ugello di estrusione si muove solo lungo coordinate planari mentre costruisce l’oggetto. Pur potendo spostarsi sugli assi X, Y e Z, ogni nuovo strato viene disposto parallelo al precedente, formando una pila di sezioni bidimensionali. La testa di stampa rimane sempre perpendicolare al piano di deposizione, quindi non può inclinarsi per seguire geometrie curve complesse. Modelli con superfici non piatte devono essere approssimati da sottili strati orizzontali, spesso richiedendo supporti temporanei che comportano un aumento di tempo e materiale utilizzato. Dopo anni di ricerca sta emergendo una soluzione che porta la manifattura additiva oltre questo vincolo. Anisoprint, azienda lussemburghese specializzata in compositi, ha sviluppato un prototipo di stampante 3D a 6 assi: un braccio robotico in grado di estrudere fibre continue lungo traiettorie non planari. Il progetto, avviato nel 2017, ha portato alla creazione di “PROM PT”, oggi prossimo all'utilizzo industriale. In questo sistema innovativo, al posto del tradizionale meccanismo cartesiano, c’è un braccio robotico snodato con sei gradi di libertà, equipaggiato con uno speciale estrusore per fibre composite. Questo permette di deporre fibre di carbonio lungo percorsi curvi e superfici complesse senza l'uso di stampi o strutture di supporto. La tecnologia consente una precisione estrema nel posizionamento delle fibre, permettendo di ottimizzare le proprietà meccaniche del materiale finale, aumentandone robustezza e resistenza specifica.
Un progetto analogo, denominato Atropos, è stato sviluppato dal Politecnico di Milano. Questo robot, anch’esso dotato di sei assi, prende ispirazione da processi naturali come la tessitura delle ragnatele e la produzione della seta. Atropos può depositare fibre di vetro e altri materiali compositi avanzati utilizzando una resina termoindurente che si solidifica istantaneamente grazie all’esposizione a raggi ultravioletti. Questa tecnologia consente di realizzare oggetti complessi di diverse dimensioni, dalle componenti minute fino a grandi strutture architettoniche, senza necessità di supporti o stampi. Atropos è particolarmente promettente nel campo delle costruzioni, dove può realizzare elementi strutturali personalizzati e forme architettoniche uniche, impossibili con tecniche tradizionali.
Il passaggio dai tradizionali 3 assi ai più evoluti 6 assi rappresenta quindi una vera e propria rivoluzione nella stampa 3D. L’ugello può ora seguire profili inclinati, verticali e complessi, creando forme prima irrealizzabili e riducendo drasticamente la necessità di supporti. Questa libertà di movimento simile a quella di un braccio umano introduce una flessibilità progettuale senza precedenti, aprendo nuove possibilità applicative in settori come l'automotive, l'aerospazio, l'edilizia e l'elettronica di consumo.
Nonostante le promesse, restano tuttavia alcune sfide da affrontare. Il principale ostacolo tecnico rimane lo sviluppo di software avanzati per il controllo del movimento del braccio robotico e per la generazione automatica delle traiettorie di deposizione. Ricercatori e aziende del settore stanno lavorando intensamente per superare queste difficoltà, con l'obiettivo di rendere la tecnologia sempre più accessibile e performante.