3D Printing Applied to Cultural Heritage. Analysis of the chemical-mechanical properties and evaluation of the environmental impact of pure PLA, printed by FDM technology coupled with cold plasma source at atmospheric pressure.

Abstract

Negli ultimi anni, la fabbricazione digitale ha riscontrato un notevole successo in molti settori, grazie alla sua maggiore versatilità e affidabilità. In particolare, nel campo dei Beni Culturali, la scansione 3D e la fotomodellazione digitale permettono di documentare, valorizzare e salvaguardare le opere d'arte, attraverso la creazione di ricostruzioni virtuali, restauri integrativi e la produzione di copie di manufatti che possono essere utilizzati nei musei. Per questo motivo, è essenziale creare oggetti che siano in qualche modo più resistenti e durevoli contro l'usura e gli agenti atmosferici. Questa tesi si propone, quindi, di analizzare le proprietà chimiche e meccaniche di campioni puri a base di PLA, metà dei quali ha subito, durante il processo di stampa additiva FFF, un trattamento con plasma freddo a pressione atmosferica. Infatti, questa tecnica permette di aumentare la bagnabilità superficiale del polimero e di migliorare l'adesività tra gli strati, le proprietà meccaniche e la resistenza all'invecchiamento. A tal fine vengono effettuate le seguenti indagini specifiche e mirate, sia prima che dopo l'invecchiamento accelerato: analisi colorimetrica, spettroscopia Raman e ATR-FT-IR, test dinamometrici e test di resistenza agli acidi. Infine, viene proposta una valutazione dell'impatto ambientale del PLA, attraverso il software professionale SimaPro, confrontando due ipotetici casi di restauro integrativo, uno con la tecnologia innovativa e l'altro con materiali tradizionali.