Chimera : a multi technology platform based on a frugal approach for extrusion based liquid deposition modeling and 3d bioprinting

Additive manufacturing is a family of promising technologies for the free-form processing of numerous materials. It allows the production of complex shapes with null or limited fabrication effort as well as inclusion of different materials in the same item. 3D-Bioprinting, i.e. the application of additive manufacturing to biomedical fields such as tissue engineering, is a promising field of research, receiving nowadays a continuously growing attention. The production of 3D-Bioprinted items often requires the simultaneous use of different materials and technologies. The aim of this work is the design and development of a multi-technology platform for Liquid Deposition Modeling and Extrusion-Based Bioprinting. Particular attention has been paid to aspects related to flexibility and modularity of the machine, aiming to the highest freedom possible in what regards processing paths and parameters, in a material-driven perspective. In doing so, the principles of frugal research have been believed particularly appropriate: in-house designed and produced solutions have been exploited whenever possible.

La manifattura additiva è una famiglia di promettenti tecnologie per la lavorazione a forma libera di numerosi materiali. Consente la produzione di forme complesse con uno sforzo produttivo nullo o limitato, nonché l'inclusione di materiali diversi nello stesso oggetto. Il 3D-Bioprinting, ovvero l'applicazione della manifattura additiva a campi biomedici quali l’ingegnere a tissutale, è un campo di ricerca promettente, che riceve oggi un'attenzione in continua crescita. La produzione di oggetti stampati in 3D richiede spesso l'uso simultaneo di materiali e tecnologie diverse. L'obiettivo di questo lavoro è la progettazione e lo sviluppo di una piattaforma multi- tecnologia per Liquid Deposition Modeling e 3D-Bioprinting, basata su processi di estrusione. Particolare attenzione è stata posta agli aspetti legati alla flessibilità e alla modularità della macchina, puntando alla massima libertà possibile per quanto riguarda i percorsi e i parametri di lavorazione, in un’ottica incentrata sul materiale. Nel far ciò, i principi della ricerca frugale sono stati ritenuti particolarmente appropriati: quando possibile, sono state sfruttate soluzioni progettate e prodotte internamente.