Prodotti del futuro

Il laboratorio 3D nell'edificio di matematica dovrebbe trasferirsi nel nuovo edificio di ricerca IMoS nel complesso orientale di Hertzallee/Fasanenstraße. Ben Jastram (a sinistra) e Diemar Göhlich davanti a uno dei grandi stampanti 3D.

La produzione additiva tramite stampa 3D trova oggi molteplici applicazioni nell'industria automobilistica, nell'aerospaziale, nell'industria e nella scienza.

Ben Jastram, vice direttore del laboratorio di stampa 3D della TU Berlino, era già coinvolto nella fase di allestimento e ha anni di esperienza con le diverse grandi apparecchiature.

Componenti e altri oggetti per la produzione additiva di prodotti vengono oggi «stampati» con elevata precisione.

Sia nell'industria che nella ricerca, la cosiddetta “Additive Manufacturing”, ovvero la produzione stratificata di componenti con la stampante 3D, diventa un tema centrale per il futuro. Alla TU di Berlino numerosi settori si occupano di tecnologie 3D e metodi di produzione additiva. Dal 1° gennaio 2021, la TU di Berlino ha istituito quindi la Struttura Centrale 3D-Technologien, breve “ZE 3D-Tech”. Essa dovrebbe riunire le competenze e rendere più visibili i servizi della TU di Berlino in questo campo. La decisione è stata presa dal Consiglio di Amministrazione dell’università su iniziativa del Prof. Dr.-Ing. Dietmar Göhlich, che rappresenta il settore Metodi di Sviluppo del Prodotto e Meccatronica alla TU di Berlino.

La sede della “ZE 3D-Tech” sarà un’area di 1200 metri quadrati nel nuovo edificio di ricerca IMoS (Centro Interdisciplinare per Modellazione e Simulazione), attualmente in costruzione nel quartiere orientale della TU di Berlino a Charlottenburg. Con le sue apparecchiature all’avanguardia, la nuova “ZE 3D-Tech” offrirà servizi nei settori della visualizzazione 3D, scansione 3D e produzione additiva. La nuova struttura sarà disponibile non solo – anche in collaborazione tra diverse facoltà – per insegnamento e ricerca, ma sarà aperta anche a incarichi provenienti dal mondo economico.

La ricerca sulla produzione additiva e le tecnologie 3D sarà strettamente collegata a tre nuove cattedre, in stretta connessione con il futuro sito berlinese Siemensstadt 2.0

Il cuore e la base della futura struttura centrale sarà il laboratorio 3D attualmente presente presso l’Istituto di Matematica della Facoltà II Matematica e Scienze Naturali della TU. La direzione della ZE dovrebbe essere collegata alla cattedra “Design for Additive Manufacturing”, prevista nel quadro del Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science (WvSC), situato nel futuro sito berlinese Siemensstadt 2.0, e collocata presso la TU di Berlino. In questo settore si studieranno soprattutto i processi di sviluppo del prodotto e l’ottimizzazione dei componenti, anche attraverso l’uso di intelligenza artificiale.

Strettamente collegati alla tematica dell’industria manifatturiera innovativa sono anche altri due incarichi, istituiti presso la TU di Berlino nell’ambito del WvSC e finanziati dal Land di Berlino: la cattedra “Materials for Additive Manufacturing”, prevista presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali della TU, che si occuperà, tra l’altro, dello sviluppo e dell’ottimizzazione di nuovi materiali ibridi e della ricerca di strutture composte. La cattedra “Mathematical Modeling of Industrial Life Cycles”, prevista presso l’Istituto di Matematica della TU, si occuperà di modellazione, analisi e gestione di cosiddetti “gemelli digitali”, che simulano impianti di produzione o prodotti. Tutte e tre le procedure di nomina sono già in corso.

Medicina, costruzione di veicoli, aerospaziale, beni di consumo – la tecnologia 3D viene già applicata in molti settori

“È evidente che si sta andando verso prodotti generativi; cioè prodotti realizzati senza l’uso di utensili o stampi, ma direttamente dal 3D-Drucker sulla base di dati”, spiega il Prof. Dietmar Göhlich. “La produzione additiva integra, ad esempio, nel settore meccanico e nella produzione di beni, i metodi tradizionali come la pressofusione, la fresatura o la forgiatura. In questo modo, con la produzione additiva si possono creare geometrie complesse su una singola macchina. Tuttavia, per un impiego industriale più ampio, restano ancora questioni di ricerca fondamentali da chiarire.”

La stampa 3D è già ampiamente utilizzata in vari settori, come edilizia, aerospaziale, costruzione di veicoli, industria dei beni di consumo e medicina. Finora, anche alla TU di Berlino, i settori che si occupano di tecnologie e metodi correlati sono distribuiti tra tutte le facoltà. La nuova struttura centrale dovrebbe ora collegarli in una alleanza strategica. “Ci aspettiamo che la ZE 3D-Tech possa essere un catalizzatore per nuovi progetti interdisciplinari e interfacoltà, che abbiano anche attrattiva e visibilità a livello regionale e internazionale”, spiega Göhlich. “Esiste già una rete di ricerca e insegnamento ‘Additive Manufacturing’, e circa 30 settori di competenza alla TU di Berlino hanno manifestato interesse per attività correlate.”

La cellula originaria si trova nell’ex centro di ricerca DFG “Matheon” – ulteriori apparecchiature all’avanguardia sono in programma

Già nel 2003, il laboratorio 3D della TU di Berlino fu fondato dal Prof. Dr. Hartmut Schwandt nell’ambito del centro di ricerca DFG “Matheon”. Per questo motivo, possiede una lunga esperienza e competenze ampie in applicazioni e tecnologie, oltre a personale qualificato come il Dipl.-Ing. Ben Jastram, vice direttore del laboratorio 3D. Tra le attrezzature, il laboratorio dispone di una CAVE a tre pareti per proiezioni interattive 3D, dove si può sperimentare la realtà virtuale. Stampanti 3D, scanner, un nano-tomografo, macchine CNC e un vasto parco computer con hardware e software per la produzione additiva di componenti completano l’equipaggiamento. Sono previsti anche l’acquisto di alcune altre grandi apparecchiature per la “ZE 3D-Tech”. Queste saranno finanziate con fondi di investimento di circa due milioni di euro, già stanziati nel bilancio per il nuovo edificio di ricerca IMoS.

Ulteriori informazioni:

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Göhlich
TU di Berlino
Facoltà V Trasporti e Sistemi Meccanici
Istituto di Costruzione di Macchine e Tecnologie di Sistema
Settore Metodi di Sviluppo del Prodotto e Meccatronica
Tel.: 030 314-23241
Email: dietmar.goehlich@tu-berlin.de