Additive Manufacturing: come rivoluzionare la lavorazione della ceramica tra alta tecnologia e sostenibilità

Migliorare la resistenza all’usura degli stampi, ridurre l’impatto ambientale della produzione ceramica attraverso l’impiego di materiali provenienti da fonti rinnovabili e abilitare la progettazione digitale del Made in Italy: sono questi gli obiettivi del progetto “Innovative photocurable formulations for AM applications in the production of ceramic tiles molds”.

Il progetto, finanziato da MICS – Made in Italy Circolare e Sostenibile, con il sostegno del Ministero dell’Università e della Ricerca attraverso i fondi PNRR, prevede lo sviluppo di nuove resine fotopolimerizzabili ad alta viscosità per la stampa 3D di stampi ceramici.

Tecnologie avanzate per la trasformazione digitale e sostenibile del settore ceramico

Oggi l’industria manifatturiera è sempre più sollecitata a intraprendere un percorso di trasformazione orientato alla digitalizzazione e alla sostenibilità secondo i principi della twin transition.

In linea con questa evoluzione, i ricercatori del Politecnico di Torino, sotto la guida del Professore Massimo Messori, insieme ai colleghi dell’Università di Brescia, coordinati dal Prof. Emilio Sardini, hanno avviato, in collaborazione con SACMI – Cooperativa Meccanici Imola, Ing. Paolo Testi e Dott. Fiorenzo Parrinello, un progetto ambizioso destinato a trasformare la progettazione degli stampi per la produzione di piastrelle ceramiche.

Una sfida ancora aperta nel settore riguarda le proprietà del materiale impiegato per la realizzazione degli stampi, che deve garantire al tempo stesso resistenza meccanica, durabilità e compatibilità con i nuovi processi di produzione.

Il progetto mira anche allo sviluppo di sensori avanzati per il monitoraggio continuo dello stato degli stampi, con l’obiettivo di abilitare una gestione più intelligente ed efficiente del processo produttivo, grazie all’integrazione tra innovazione nei materiali e tecnologie digitali, elemento chiave per accompagnare l’evoluzione del settore ceramico verso modelli più sostenibili.

Nuove resine 3D per stampi ceramici più resistenti e sostenibili

Quest’attività di ricerca, che unisce competenze accademiche e know-how industriale, si concentra sull’evoluzione della metodologia Drop-On-Demand (DOD), con l’obiettivo di sviluppare resine fotopolimerizzabili ad alta viscosità in grado di contrastare l’usura precoce delle matrici, dovuta all’elevata abrasività delle polveri ceramiche utilizzate nei processi produttivi.

Le nuove composizioni sono progettate per offrire una maggiore resistenza all’abrasione, migliori prestazioni meccaniche e una più lunga durata degli stampi garantendo anche un impatto ambientale ridotto rispetto alle formulazioni attualmente in uso.

Nell’ambito del progetto è prevista la realizzazione di un sistema prototipale su scala da laboratorio per l’applicazione delle resine, basato sull’integrazione di testine di stampa 3D, raggiungendo uno standard superiore rispetto a quello supportato dalle tecnologie tradizionali e aprendo così la strada all’impiego di materiali finora non utilizzabili.

“Questo progetto nasce per rispondere a un’esigenza reale e specifica del mondo industriale: ottimizzare il processo di produzione degli stampi per l’industria ceramica, in un’ottica di maggiore efficienza, sostenibilità e innovazione“, commenta Federica Bondioli, Professoressa Ordinaria di Scienza e Tecnologia dei Materiali presso il Politecnico di Torino e Referente dello Spoke 6 di MICS.

“La stretta collaborazione tra i nostri ricercatori e ricercatori aziendali è stata fondamentale per trasformare una necessità produttiva in un’opportunità di ricerca applicata e sviluppo tecnologico. È proprio da questo dialogo costante che possono nascere soluzioni ad alto impatto, capaci di rafforzare la competitività del nostro sistema manifatturiero”, aggiunge.

Sostenibilità e digitalizzazione per un Made in Italy più competitivo

Al centro del progetto, coordinato dal Politecnico di Torino, c’è un impegno per la sostenibilità: le tradizionali materie prime di origine fossile, come monomeri e oligomeri, lasciano spazio a sostanze chimiche ricavate da fonti rinnovabili.

Una scelta strategica che riduce l’impatto ambientale dei materiali e dell’intero ciclo produttivo, in linea con i principi dell’economia circolare promossi da MICS – Made in Italy Circolare e Sostenibile.

Inoltre, gli stampi potranno essere progettati in Italia e replicati in tempo reale ovunque nel mondo grazie a un approccio di design digitale, arricchito dall’integrazione di sensori avanzati per il monitoraggio continuo del loro stato, con vantaggi significativi in termini di costi, tempi, manutenzione predittiva e flessibilità produttiva, per un Made in Italy sempre più hi-tech, sostenibile e competitivo a livello globale.

“Questo progetto rappresenta un esempio virtuoso di collaborazione tra Università e impresa, in cui la ricerca scientifica applicata incontra le esigenze concrete del sistema produttivo”, spiega Bondioli.

“All’interno dello Spoke 6 di MICS, lavoriamo per creare un ecosistema di innovazione capace di facilitare il trasferimento tecnologico e l’adozione di soluzioni avanzate nei processi industriali. L’impiego dell’Additive Manufacturing nel settore ceramico, sviluppato in stretta sinergia con una delle più importanti aziende del comparto, dimostra come la contaminazione tra competenze accademiche e know-how industriale possa generare nuove opportunità di sviluppo sostenibile, digitale e competitivo per il Made in Italy”, aggiunge.