Il Progetto di Ricerca

Il progetto “3D-BIOCOMED – Sviluppo in 3D di BIOCOMpositi per l’EDilizia” intende realizzare e sperimentare un dimostratore per lo stampaggio 3D di elementi costruttivi monoblocco per la bioedilizia a partire da compositi di fibre naturali.

Il Polo per i materiali innovativi gestito da CALPARK, nell’ambito dei progetti concernenti l’Agenda Strategia del Polo stesso, ha sviluppato nuovi materiali particolarmente interessanti per applicazioni in bioedilizia. Questi nuovi materiali sono compositi di fibre naturali (vegetali e minerali) e composti polimerizzabili provenienti dalla chimica tradizionale. Il vantaggio dei nuovi compositi è che le componenti naturali sono largamente maggioritari rispetto ai componenti chimici tradizionali (resine epossidiche e poliuretaniche). I componenti  naturali acquisiscono un peso superiore al 70% nei materiali compositi finali, lasciando quelli tradizionali al disotto del 30%. Lo studio delle proprietà meccaniche dei nuovi compositi ha messo in luce la loro elevata resistenza meccanica ed elasticità, e nel contempo la loro maggiore leggerezza rispetto a materiali tradizionali dell’edilizia (conglomerati cementizi ecc.). Inoltre i nuovi materiali , essendo compositi, possono ospitare al loro interno particolari composti assolutamente salubri che ne riducono l’infiammabilità e conferiscono loro proprietà d’isolamento termico ed acustico.

I risultati sono stati anche oggetto di applicazione di brevetti e pubblicazioni scientifiche applicati dai responsabili delle ricerche condotte presso il Polo.

Poiché  i materiali messi a punto si prestano perfettamente alla costruzione di componenti sia in forma piana sia di natura tridimensionale, di possibile impiego in campo edilizio, il progetto intende realizzare un prototipo di macchina per la fabbricazione di tali elementi, secondo tecnologie innovative e di basso costo.

Una caratteristica fondamentale dei compositi di cui si è sopra parlato è che sono miscele viscose fluide che possono essere facilmente iniettate con sistemi tipo stampante e, una volta iniettate solidificano rapidamente in modo stabile. Sono in altri termini un materiale perfettamente gestibile attraverso il sistema stampante tridimensionale.

Questo permetterà anche di individuare opportune geometrie/architetture del manufatto tali da renderlo compliant, oltre che ai suddetti requisiti di fuoco/fumi, tossicità, eco compatibilità, strutturali, anche ai requisiti termici ed acustici senza ricorrere ad ulteriori aggiunte di materiali isolanti.

In pratica il manufatto risponderà, con un unico monoblocco di dimensioni contenute, a tutti i requisiti oggi raggiungibili solo utilizzando stratigrafie composte da vari materiali oppure manufatti di grandi dimensioni. Il manufatto sarà inoltre portante e non semplicemente un materiale di tamponamento permettendo di evitare l’utilizzo di strutture tipo i pilastri oggi fonte di ponti termici difficilmente eliminabili e di costi aggiuntivi.

Le attività di ricerca

I risultati attesi

I Partner