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La stampante 3D è stata introdotta sul mercato per la realizzazione di componenti in resine fotopolimerizzabili, ma presso ENEA-TEMAF di Faenza l’attrezzatura è prevalentemente impiegata per la messa a punto di slurry fotopolimerici caricati con polveri ceramiche a base di zirconia (ZrO2) e allumina (Al2O3) e loro compositi per la realizzazione di componenti prototipali per molteplici settori. Il principio di stampa 3D stereolitografico si basa sulla possibilità di caricare una resina liquida fotosensibile con polvere ceramica e di polimerizzare strati di resina contenente la polvere, mediante l’utilizzo di sorgenti laser (SLA) o tramite la luce di un proiettore (DLP). Il disegno CAD di un componente, viene trasformato in formato STL e rielaborato dal software di stampa, che ne consente la costruzione strato per strato (tecnica additiva).

Lo strato colpito dalla luce si consolida, mentre il resto del materiale rimane fluido. Il piano di costruzione si solleva e consente la polimerizzazione dello strato successivo. Al termine del processo di stampa, l’oggetto solido viene estratto dal bagno di resina liquida e costituisce il “verde” ceramico, cioè un componente non ancora sinterizzato. Dopo successivi passaggi di post polimerizzazione con apposita lampada UV, e trattamento termico per eliminare la resina, il componente viene sinterizzato ad alta temperatura, come nel normale ciclo di produzione dei ceramici, per ottenere il prodotto finito che presenta quindi già la forma finita senza la necessità di impegnative e costose lavorazioni meccaniche.

La stampa 3D di ceramici abbina pertanto all’elevata customizzazione del prodotto la possibilità di ottenere direttamente la forma voluta senza lavorazioni meccaniche aggiuntive, non produce scarti di lavorazione e si può applicare anche tramite tecnologie low cost.

ENEA-TEMAF dispone inoltre delle strumentazioni per la caratterizzazione e qualificazione di tali componenti.