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Weerg stampa in 3D i componenti per il progetto KM3NeT dell’Istituto olandese di Fisica Subatomica

Pubblicato il 6 marzo 2021

Nikhef, Istituto nazionale olandese di Fisica Subatomica, conduce ricerche sugli elementi costitutivi del nostro universo, sulle loro forze reciproche e sulla struttura dello spazio e del tempo. Tante le domande a cui trovare una risposta, a partire da temi affascinanti riguardanti l’universo come i buchi neri.

Scienziati provenienti da tutto il mondo collaborano con Nikhef svolgendo ricerche che, da un lato, si concentrano sul comportamento di particelle elementari in esperimenti controllati e, dall’altro, sull’osservazione di particelle provenienti dall’universo verso la terra. Da qui la nascita del progetto internazionale denominato KM3NeT (acronimo di Cubic Kilometer Neutrino Telescope), un’infrastruttura di ricerca che ospita telescopi per neutrini di nuova generazione, con una dimensione complessiva di oltre un chilometro cubo.

Installato nei mari più profondi del Mediterraneo, KM3NeT aprirà una nuova finestra sul nostro universo, contribuendo anche alla ricerca delle proprietà delle sfuggenti particelle di neutrini. Attraverso lo studio dei neutrini, reso possibile dalla sofisticata tecnologia di KM3NeT, i ricercatori sperano di scoprire da dove provengono i raggi cosmici e come funzionano gli acceleratori di particelle nell’universo. In particolare, gli scienziati del network internazionale cercheranno neutrini da sorgenti astrofisiche distanti come supernove, raggi gamma o stelle in collisione grazie alle migliaia di sensori ottici di KM3NeT che rileveranno la debole luce nel mare profondo dalle particelle cariche originate dalle collisioni dei neutrini e della Terra.

KM3NeT è costituito da moduli ottici digitali (DOM): sfere di vetro delle dimensioni di una palla di calcio riempite con 31 fototubi disposti su centinaia di linee di circa un chilometro di lunghezza ancorate al fondo del mare. E qui entra in gioco Weerg, alla quale Nikhef si è rivolta per la realizzazione di un componente essenziale dei DOM. Si tratta di semisfere delle dimensioni di 380 mm, realizzate dal service italiano utilizzando la tecnologia di stampa 3D HP Multi Jet Fusion 5210, di cui Weerg detiene la più grande installazione europea.

“Il primo ordine è arrivato circa 2 anni fa e da allora la collaborazione è proseguita con regolarità, anche per tirature sempre più elevate”, racconta Francesco Zanardo, direttore generale di Weerg. “Finora abbiamo prodotto circa 300 di queste sfere, che hanno la particolarità di avere la dimensione massima stampabile con i sistemi HP”. Da Nikhef e dai suoi partner europei gli ordini si susseguono regolarmente e, oltre alle sfere, sono stati stampati in 3D numerosi componenti più piccoli, sempre destinati al progetto KM3NeT.

Come racconta Edward Berbee di Nikhef: “Lavoriamo su questo progetto dal 2013 e negli anni abbiamo contattato circa 50 fornitori diversi. Inizialmente i prezzi delle stampe 3D erano improponibili, poi abbiamo trovato un fornitore con prezzi ragionevoli che però era solo in grado di realizzare il componente in due parti divise che successivamente dovevamo incollare. Questa soluzione” continua Berbee “non era certamente ottimale e abbiamo quindi continuato ad analizzare nuove tecnologie, fino a quando abbiamo scoperto le interessanti prestazioni dei sistemi Multi Jet Fusion di HP. Mentre stavamo valutando l’opportunità o meno per un istituto di ricerca come il nostro di acquistare il sistema, abbiamo letto un articolo che annunciava l’installazione da record di stampanti 3D HP messa a segno da Weerg”.

Berbee e il suo team hanno subito effettuato un primo ordine test, che si è dimostrato eccellente in termini di servizio e qualità. Un altro vantaggio estremamente interessante per Nikhef è stata l’opzione di verniciatura dei componenti offerta da Weerg, che prima l’Istituto effettuava manualmente. “I pezzi che ordiniamo da Weerg vengono verniciati di nero a un costo assolutamente competitivo rispetto alle risorse che dovevamo mettere in campo”.

Il materiale scelto per la loro realizzazione è il Nylon PA12, proposto da Weerg insieme al PA11 e al polipropilene. Rigido e resistente, è infatti ideale per prototipi funzionali e parti finali che assicurano un’ottima resistenza chimica a oli, grassi, idrocarburi. Inoltre, il nylon PA12 assorbe pochissima umidità garantendo quindi performance eccellenti in qualsiasi ambiente e condizione. Assodata la qualità di tecnologie e materiali, Nikhef conferma anche l’eccellenza del customer service di Weerg: “Riceviamo risposte sempre molto rapide, anche in orari notturni e durante i fine settimana”.

In merito all’usability dell’e-commerce Weerg, Berbee commenta: “La piattaforma è estremamente semplice da utilizzare e lo diventa ancora di più per ordini ripetuti perché permette di accedere alla propria libreria di file già caricati”. Un altro aspetto apprezzato da Nikhef è la possibilità di avere una scontistica inversamente proporzionale ai tempi di consegna. “Possiamo programmare il nostro lavoro con anticipo e questo, a parità di qualità, ci offre un notevole vantaggio economico”, aggiunge Berbee.

Quando il progetto KM3NeT sarà completato saranno più di 6.000 le sfere installate sul fondo del mare in tre diverse località, al largo della Francia, dell’Italia e della Grecia. “Siamo orgogliosi di essere stati scelti da Nikhef per contribuire, seppur in minima parte, alla realizzazione di questo progetto. Il valore che ci è stato riconosciuto è legato al fatto di poter realizzare questi componenti con estrema semplicità, caricando i file online da qualsiasi parte del mondo e ricevendo l’ordine in pochi giorni con la stessa garanzia di conformità e qualità in tutta Europa”, afferma Zanardo e conferma Berbee. “Tutti i lavori che abbiamo commissionato sono stati realizzati con elevati standard qualitativi e grande conformità. Questo risponde pienamente a una delle esigenze del nostro progetto che richiede la spedizione dei componenti in siti diversi”. E i componenti stampati da Weerg sono stati inviati senza problemi ad Atene, Catania, Strasburgo, Napoli, Erlangen, ecc.

Alcuni componenti stampati da Weerg sono già stati utilizzati e posizionati nel mar Mediterraneo al largo di Tolone dove, ad oggi, 108 sfere sono già operative. In fase di realizzazione un’altra stazione di rilevamento in Sicilia che entro aprile vedrà l’installazione di 90 gruppi. “Senza voler compiacere nessuno, in base alla mia esperienza, posso affermare che Weerg è il miglior servizio di stampa 3D al mondo sotto tutti gli aspetti”, dichiara con decisione Berbee.

Il progetto KM3NeT sarà completato nel 2024 al largo della Francia, dove verranno rilevati neutrini a bassa energia generata dai raggi cosmici che interagiscono con l’atmosfera della Terra. Al largo dell’Italia sarà invece ultimato entro il 2026. Qui gli studi si concentreranno sui neutrini risultanti dalle supernove provocate da quelli che possono essere considerati come gli atti finali di lontane stelle.

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