Sviluppo di processi di produzione ceramica. Additive manufacturing di zirconia stabilizzata con ittria attraverso la stampa DLP

Il presente report descrive le attività svolte nell’ambito del progetto INSPIRATION (INtegrate and Sustainable PRocesses and mAterials for smarT ON demand laser additive manufacturing), finanziato dal PON “Ricerca e Innovazione” 2014–2020 e dal Fondo per lo Sviluppo e la Coesione (FSC). Il progetto ha avuto come obiettivo lo sviluppo di un sistema innovativo per la produzione on demand di polveri mediante tecnologia al plasma, destinate a processi di additive manufacturing. La validazione del sistema è stata condotta nel settore biomedicale, attraverso la realizzazione di manufatti ceramici e la messa a punto di ogni fase del processo, dalla materia prima al prodotto finito. Particolare attenzione è stata dedicata alla zirconia (ZrO₂) che è stata selezionata come materiale di riferimento per la realizzazione di dimostratori biomedicali (viti e corone dentali), grazie alla sua elevata tenacità a frattura derivante dalla trasformazione di fase stress-indotta, che ne migliora la resistenza meccanica. La tecnologia di stampa additiva adottata è la Digital Light Processing (DLP), una tecnica stereolitografica basata su Vat Polymerization, che consente la costruzione layer-by-layer di componenti con elevata precisione dimensionale (spessore strato 20–50 μm) mediante fotopolimerizzazione controllata. Il progetto ha quindi dimostrato la fattibilità e l’efficacia del sistema integrato di produzione e stampa di materiali ceramici avanzati, evidenziando il potenziale della zirconia per applicazioni biomedicali ad alte prestazioni.