Stampanti 3D a energia solare: una tecnologia che ti segue dovunque

Lavorare sullo sviluppo di una scienza biomedica open source e low-cost consiste nel conciliare nel miglior modo possibile un campo tecnologico complesso e tradizionalmente costoso con un impegno sociale che mira ad allargare l'accessibilità umana a queste tecnologie, cercando di trovare delle alternative altrettanto valide ma economicamente più “democratiche”. É anche vero che questo impegno spinge a rivalutare non solo i prodotti biomedici in sé ma anche tutta la gamma di strumenti normalmente usati per svilupparli e realizzarli, comprese le stampanti 3D. Confrontandosi con paesi emergenti, quale potrebbe essere ad esempio l'Africa, ci si imbatte in problemi non solo di natura prettamente economica ma anche logistica, al punto che talvolta a mancare non è tanto il progetto quanto tutto l'ecosistema tecnologico capace di supportarlo. 

Un esempio, tanto semplice quanto vitale, è la corrente elettrica. Pur avendo a disposizione tutto il necessario, dai materiali al design e alla stampante 3D, anche il più basilare degli oggetti non potrebbe essere stampato senza alimentazione. Nasce così la necessità di adeguare queste macchine di fabbricazione digitale per oltrepassare i limiti della tecnologia in tali contesti e portarla davvero ovunque possa servire. E dalla necessità nasce l'idea della stampante 3D a energia solare. Una delle prime stampanti 3D alimentata da pannelli solari è stata una variante del modello Mendel della RepRap, controllata mediante il software RAMPS1.3 caricato su scheda SD per evitare di collegarla ad un pc e risparmiare così energia. Questo tipo di progetto è stato nel tempo ripreso e perfezionato da ricercatori come Joshua Pearce, professore associato della Michigan Technological University, che ha recentemente presentato due modelli di stampante 3D a energia solare, sempre basati sull’architettura RepRap.

3

Il primo modello, indirizzato a gruppi di utenti numerosi come scuole e comunità, consiste in un sistema semi-mobile in grado di stampare in modo continuo alimentando parallelamente diversi PC portatili ad esso connessi. Alimentato da 2 pannelli fotovoltaici montati in parallelo da 220 W e 4 batterie da 120 Ah, ha un’autonomia di stampa di circa 35 ore con una singola carica. Il sistema usa un inverter per convertire la corrente DC dei pannelli e delle batterie in un singolo segnale di corrente AC. I pannelli, inoltre, sono rinforzati e richiudibili, in modo da preservarne l’integrità durante gli spostamenti.

4

Con il secondo modello invece, prendendo spunto dalla FoldaRap di Emmanuel Gilloz, Pearce ha creato una stampante 3D ultra-portatile. Leggera, trasportabile in una valigetta e alimentata a energia solare, è completamente slegata da fonti di energia elettrica e quindi utilizzabile in qualsiasi condizione, anche nei territori più difficili da raggiungere, permettendo a specialisti in viaggio da una comunità all'altra, come ad esempio medici, di offrire a queste i vantaggi della manifattura digitale personalizzata e in loco. La FoldaRap di partenza è costituita da un telaio in alluminio in grado di essere racchiuso in uno spazio pari a 350 x 210 x 100 mm. L’unità di alimentazione è controllata da un Arduino UNO basato su processore ATmega 328 e grazie a un sensore di temperatura, un sensore di corrente e uno shunt, viene evitato ogni danno ai componenti elettronici. Il processo di stampa viene gestito invece mediante un portatile Efika MX Smartbook, alimentato a 3W a differenza dei classici 60 W dei pc tradizionali.

5

L'intero sistema è alimentato da 5 moduli di PV semi-flessibili da 20 W, del peso di 0.95 Kg ciascuno, con rivestimento di nylon per limitare al minimo i danni durante il trasporto. Le batterie, infine, sono a ioni di litio (6 da 14.8 V, 6600 mAh), identiche a quelle usate normalmente nei portatili. Una tecnologia nel complesso indipendente dai centri urbani, capace di viaggiare assieme all'uomo senza escludere nessuno dai suoi vantaggi. Il progetto di Pearce mostra inoltre una gamma di potenzialità tutte da esplorare. Trattandosi di fatto di un adattamento della RepRap, stampante nata con lo scopo di riprodurre sé stessa per adattarsi dinamicamente a ogni novità, può essere facilmente aggiornata e soprattutto collegata a iniziative parallele come, ad esempio, la sempre più diffusa RecycleBot. Quest’ultima si prefigge l’obiettivo di utilizzare materiale plastico di scarto per ricavarne filamenti stampabili, unendo la fabbricazione digitale a una maggiore sensibilità verso i temi del riciclo e dello smaltimento intelligente dei rifiuti. Unire a questo punto le iniziative di filamenti etici con una stampa 3D basata su energie rinnovabili e sulle loro applicazioni congiunte in campo umanitario rappresenta il percorso di eccellenza da promuovere e supportare.

Negli ultimi mesi, inoltre, è stata presentata un'altra soluzione ancora basata sul connubio stampa 3D ed energia solare. Stiamo parlando della Solar Sinter del progettista tedesco Markus Kayser.

6

La sua stampante 3D è ancora energeticamente autosufficiente grazie ai pannelli solari ma la sua peculiarità consiste nel fatto che la stessa luce solare, usata come fonte di energia, è alla base del processo di stampa finale degli oggetti. Grazie all'uso di una lente Fresnel, la luce solare viene convogliata e concentrata per generare di fatti un laser, abbastanza intenso da fondere una polvere di partenza per ricavarne forme e oggetti dettagliati in vetro, sulla base di modelli 3D digitali, processo conosciuto col nome di sinterizzazione. Un'ulteriore tassello aggiunto da Kayser è che la polvere usata non consiste in un materiale sintetico ma non è altro che sabbia. Sabbia, luce solare e una tecnologia totalmente indipendente se non dall'uomo che la utilizza, anche in pieno deserto!
Una tecnologia open ma anche e soprattutto fisicamente libera e in grado di trasmettere questa libertà all'uomo che la utilizza.

Image credits

Queensu
MTU
3DPrint
TechMarinade

Valentino Megale - Open BioMedical Foundation

10 Commenti

  1. turista_diy turista_diy 8 gennaio 2015
  2. salvatore.pizza 8 gennaio 2015
  3. ammaliovito 8 gennaio 2015
  4. dantave danilotaverna 20 gennaio 2015
  5. Giovanni Lorenzini gioam.lorenzini 21 gennaio 2015
  6. caronte88 22 gennaio 2015
  7. sergio_arduino48 sergio_arduino48 23 gennaio 2015
  8. xDuKeN xDuKeN 29 gennaio 2015

Scrivi un commento