Nell’ambito del progetto europeo Bio.3DGREEN, i ricercatori stanno sviluppando schiume di grafene a partire da materie prime rinnovabili con lo scopo di creare un’alternativa sostenibile ai materiali fonoassorbenti e leggeri convenzionali per applicazioni nel settore automobilistico, aerospaziale e navale.
Con il progetto europeo Bio.3DGREEN, 14 partner, provenienti da nove paesi e coordinati dal Laser Zentrum di Hannover (LZH) stanno sviluppando schiume di grafene da materie prime rinnovabili con l’obiettivo di creare un’alternativa sostenibile ai materiali fonoassorbenti e leggeri convenzionali per applicazioni nel settore automobilistico, aerospaziale e navale. Il LZH sta progettando anche un sistema di test per la stampa 3D con il relativo processo di produzione additiva.
Le strutture spugnose sono un esempio di versatilità naturale: ossa umane, spore fungine e zampe di gatto le utilizzano per l’assorbimento degli urti, la stabilizzazione o la riduzione del rumore. I partner del progetto Bio.3DGREEN intendono ora produrre tali strutture ispirate alla natura utilizzando un processo di stampa 3D basato sul laser. Come materiali di partenza, utilizzano olio vegetale e polvere metallica nichelata. Le complesse strutture tridimensionali verranno create strato dopo strato. I ricercatori prevedono di estrarre la polvere metallica durante il processo di produzione, ottenendo così la struttura tridimensionale di grafene desiderata, simile a una spugna. La polvere dovrebbe poi essere riutilizzabile.
Dal laboratorio all’applicazione: sviluppo del processo produttivo
Poiché questo materiale viene utilizzato per la prima volta nella produzione additiva, lo sviluppo del processo di stampa rappresenta una sfida: la pasta composta da particelle metalliche rivestite e olio vegetale richiede un sistema di alimentazione appositamente sviluppato. Inoltre, il team deve determinare la lunghezza d’onda laser ottimale per una lavorazione precisa del materiale.
Parallelamente, i ricercatori stanno conducendo valutazioni del ciclo di vita (LCA) e analisi dei costi del ciclo di vita (LCC). Stanno quantificando le emissioni di CO₂, il consumo energetico, la produzione di rifiuti e il potenziale di riciclo. Il loro obiettivo comune è integrare questa tecnologia nell’economia circolare europea e trasferirla ad altri settori.
Con il progetto Bio.3DGREEN, i partner mirano a dimostrare che la produzione additiva con schiume di grafene può rappresentare un’alternativa performante e sostenibile per la produzione di strutture ammortizzanti, fonoassorbenti e leggere. Il progetto è guidato da LZH in collaborazione con Universidad Complutense de Madrid, Spagna, Atomising Systems Limited, Regno Unito, Università di Patrasso, Grecia, Engitec Systems International Limited, Cipro, Meab Chemie Technik Gmbh, Germania, DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Germania, Ylisense Private Company Ike, Grecia, Tenneco Automotive Europe Bvba, Belgio, Centro Ricerche Fiat Scpa, Italia, Prozero International Aps, Danimarca, Stratagem Energy Ltd, Cipro, Neuraltech Ike, Grecia e Alpes Lasers SA, Svizzera. Il progetto Bio.3DGREEN è finanziato dall’Unione Europea con la convenzione di sovvenzione 101174399.
