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Apparato di elettrofilatura e microestrusione

Elettrofilatura​fabbricazione multimaterialefabbricazione multiscalamanipolatore roboticomicroestrusione

Introduzione

L’oggetto dell’invenzione è un sistema di fabbricazione CAD/CAM due in uno che, combinando l’estrusione pneumatica (con risoluzione micrometrica)  con l’ elettrofilatura (con risoluzione nanometrica) nella stessa piattaforma, rivoluziona il modo di produrre strutture 3D multiscala e multimateriale.

Caratteristiche Tecniche

Attualmente, le strutture 3D multiscala e multimateriale sono prodotte utilizzando più di un sistema di fabbricazione, che necessitano lo spostamento manuale dell’oggetto da un macchinario ad un altro fino al completamento della struttura. Questo approccio necessita la presenza di un operatore dedicato, consentendo la fabbricazione di strutture con uno scarso livello di accuratezza e precisione. L’invenzione riguarda un manipolatore robotico con un effettore finale sul quale sono alloggiati una pluralità di estrusori pneumatici, ciascuno dei quali è dotato di un ugello intercambiabile per estrudere uno o più materiali su un piano di deposizione in modo controllato. Gli estrusori sono in grado di operare indipendentemente in modalità di micro-estrusione o di elettrofilatura per la fabbricazione di strutture multiscala e multimateriale. L’invenzione risolve il problema di stazioni di processamento distinte presenti negli attuali dispositivi, riduce lo spazio d’ingombro e aumenta la velocità di realizzazione della struttura, senza penalizzarne la risoluzione e l’accuratezza. Con la presente invenzione è possibile processare con risoluzione micrometrica e/o nanometrica una pluralità materiali, sia di origine sintetica (e.g. policaprolattone, polietilene tereftalato, nylon) che naturale (e.g. gelatina, pectina, chitosano), rendendo la piattaforma uno strumento con ampie prospettive applicative.

Possibili Applicazioni

  • Bioingegneria: per la fabbricazione di scaffold per l’Ingegneria Tissutale;
  • Biotecnologie;
  • Fabbricazione di circuiti per microfluidica;
  • Fabbricazione di sensori/attuatori;
  • Fabbricazione di circuito per l’elettronica​;
  • Fabbricazione di prodotti per il packaging;
  • Fabbricazione di membrane per filtraggio di aria/acqua.

Vantaggi

  • Meno costi di acquisto e di manutenzione;
  • Deposizione controllata di nanofibre nello spazio;
  • Combinazione di stampa 3D ed elettrofilatura;
  • Processi di fabbricazione  automatici e continui (accurati, precisi e riproducibili);
  • Riduzione dei tempi di produzione;
  • Produzione in ambiente controllato;
  • Design compatto​;
  • Nessuna necessità di un operatore dedicato.