La stampa 3D di compositi rinforzati con fibre continue (3CFRc) è un nuovo processo additivo che consente un'ottimizzazione strutturale senza precedenti e un notevole potenziale in diversi settori. Tuttavia, l'affermazione di questa tecnologia richiede il superamento di alcuni limiti scientifici e tecnologici. Tra questi, le scarse proprietà meccaniche, la forte anisotropia e la scarsa riproducibilità dei risultati rappresentano senza dubbio gli ostacoli più critici da superare.

Il progetto INFINITE mira a progettare e sviluppare una nuova generazione di compositi polimerici rinforzati con fibre ad alte prestazioni e con proprietà Self-Healing (SH) integrate, adatti per essere utilizzati nei processi 3CFRc. L'uso dei compositi SH nella stampa 3D offrirà il potenziale per aumentare la qualità dei pezzi prodotti, estendere la durata operativa attraverso l’aumento della tolleranza ai danni e migliorare la riciclabilità.

INFINITE mira a sviluppare l'intero processo dalla sintesi del filler ibrido e della matrice polimerica alla loro miscelazione e produzione in filamento continuo fino al processo di stampa 3D con le relative caratterizzazioni funzionali. Nuovi filler ibridi saranno sintetizzati per includere le proprietà SH all'interno di un materiale termoplastico a base di poliammidi. Questi filler saranno ottenuti combinando cariche carboniose (grafene, nanotubi di carbonio, nanofibre) con molecole organiche. I nanocompositi risultanti saranno utilizzati per il rivestimento di fibre continue ad alte prestazioni come fibre di vetro e carbonio.

Saranno effettuati test di stampa 3D con diverse configurazioni e condizioni di lavorazione. Saranno eseguiti test meccanici specifici per valutare le proprietà sia dei materiali sia degli stampati insieme al loro comportamento Self-Healing. Ciò evidenzierà la resistenza della funzionalità SH alle diverse fasi di lavorazione e stampa. Rispetto a una poliammide termoplastica convenzionale, le proprietà SH dovrebbero ridurre la dipendenza meccanica dalle condizioni di stampa.

Un'ampia campagna sperimentale caratterizzerà il comportamento statico e a fatica sia del materiale sintetizzato sia di uno disponibile in commercio: ciò consentirà una valutazione del miglioramento delle prestazioni meccaniche, nonché una più profonda comprensione dei meccanismi di rottura di questi materiali, che sono attualmente ancora sconosciuti.

I contributi portati da INFINITE riguarderanno lo sviluppo di un nuovo materiale composito multifunzionale, adatto per un ampio spettro di applicazioni, l'identificazione di un processo 3CFRc con un ampio spettro di applicazioni e un avanzamento delle conoscenze sul comportamento meccanico di materiali stampati in 3D.