I ricercatori del MIT hanno stampato un motore elettrico in tre ore con materiali economici

Un motore elettrico completo, prodotto in un unico passaggio, in circa tre ore, con un costo dei materiali che si attesta intorno ai 50 centesimi di dollaro. Non è fantascienza (o forse sì), ma il risultato ottenuto dai ricercatori del MIT, che hanno sviluppato una piattaforma di stampa 3D multimateriale capace di fabbricare macchine elettriche in modo completamente integrato, senza ricorrere a processi di assemblaggio complessi.

L’importanza di questa ricerca

Il progetto che ha portato alla costruzione di questo motore è molto particolare. Bisognava superare i limiti dei sistemi di stampa 3D tradizionali, quasi tutti incapaci di gestire più di due materiali simili per forma. Per costruire un motore servono invece sostanze molto diverse fra loro. Serve un materiale conduttivo che trasporta corrente. Serve un materiale magnetico che converte energia con efficienza. Serve una struttura meccanica che tenga insieme tutto senza cedere. Per questo il team del Massachusetts Institute of Technology ha deciso di creare una piattaforma completamente personalizzata.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Virtual and Physical Prototyping, descrive un sistema che utilizza quattro estrusori in grado di gestire materiali con caratteristiche molto diverse tra loro.

Per garantire la precisione necessaria, i ricercatori hanno integrato sensori e un sistema di controllo dedicato. In questo modo ogni strato di materiale si deposita con la massima accuratezza. Anche un minimo disallineamento, spiegano, può compromettere le prestazioni del dispositivo finito.

Il prototipo realizzato è un motore lineare. Si tratta di un componente molto usato nell’industria, nella robotica e nei sistemi di movimentazione. I ricercatori lo hanno stampato in circa tre ore. Il costo dei materiali si è attestato attorno ai cinquanta centesimi di dollaro. L’unico passaggio successivo è stato la magnetizzazione delle parti magnetiche, un’operazione necessaria per ottenere prestazioni piene. Il risultato finale ha superato le aspettative. Il motore ha generato una forza di movimento superiore a quella dei dispositivi simili prodotti con tecniche tradizionali, spesso più lente e più complesse.

“Abbiamo la possibilità di cambiare radicalmente il modo in cui le cose vengono prodotte, fabbricando hardware in loco in un solo passaggio invece di dipendere da una catena di approvvigionamento globale”, ha dichiarato Luis Fernando Velásquez-García, ricercatore del MIT Microsystems Technology Laboratories e autore senior dello studio. Il lavoro dei ricercatori non si è esaurito con la pubblicazione dello studio. I prossimi passi, infatti, puntano a integrare la fase di magnetizzazione direttamente nel processo di stampa, a sviluppare motori rotativi e ad ampliare la piattaforma per dispositivi elettronici ancora più complessi.

Le possibili implicazioni per il settore auto

L’utilizzo della stampa 3D nel settore automotive non è di per sé una novità. BYD ha già sfruttato questa tecnologia per realizzare il telaio della supercar Yangwang U9 Xtreme, mentre Peugeot e Stellantis stanno introducendo processi di stampa additiva nella produzione in serie. Quello che cambia con la ricerca del MIT è la possibilità di stampare componenti elettrici funzionali complessi in un unico passaggio, un salto qualitativo rispetto agli utilizzi attuali.

Come per tante altre ricerche, anche questa è molto lontana dal poter essere immediatamente applicata nel settore produttivo. È però un primo passo significativo di un’evoluzione che nei prossimi anni potrebbe diventare concreta. E se e quando lo sarà potrà determinare diversi cambiamenti.

Per il settore auto l’elemento più rilevante di questa ricerca non è tanto la tecnologia in sé quanto le sue implicazioni pratiche sulla catena di fornitura. Una fabbrica automatizzata che si ferma per un motore guasto accumula perdite nell’attesa di un ricambio che può impiegare giorni o settimane ad arrivare. La possibilità di stampare il componente in loco in tre ore, con materiali che costano così poco, cambia profondamente le cose. C’è la concreta possibilità di ridurre la dipendenza da una filiera globale che può bloccarsi in modo imprevedibile anche per cause geopolitiche e non necessariamente tecniche.