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Sviluppo dei sistemi 3D
Istituto Berenini – Fidenza, 24 maggio 2016
IERI
Dal disegno 2D al disegno 3D
È sempre stato necessario disegnare il
profilo dell’oggetto da realizzare indicando
dimensioni e tolleranze di lavorazione: a
mano prima, al pc soltanto verso la fine
degli anni ’80 quando nacquero i primi
software di disegno 2D.
Inconvenienti:
tempi lunghi per la realizzazione grafica.
tempi lunghi di risposta dai fornitori.
IERI
Dal disegno 2D al disegno 3D
Si rese necessario agevolare il processo di
progettazione in termini di:
a) Velocità di esecuzione.
b) Verifica di eventuali errori presenti nel
progetto.
Nacquero i primi software di modellazione
tridimensionale.
IERI
Dal disegno 3D alla stampa 3D
Una volta velocizzato il processo di
progettazione, si rese necessario ottenere
nel minor tempo possibile il prototipo
dell’oggetto che si intendeva realizzare.
Tutto questo per far fronte alla aumentata
velocità di realizzazione dei prodotti finali
richiesta dal mercato.
OGGI
Come arrivare al disegno 3D
Possiamo seguire tre possibili strade:
a)
b)
c)
SCANNER 3D
INTERNET
SOFTWARE DI MODELLAZIONE
OGGI
Gli scanner 3D
Esistono degli scanner fissi, portatili e tastatori
che rilevano la superficie dell’oggetto.
Il risultato della scansione è una “nuvola di
punti” che viene ripulita per ottenere la cd.
“Mesh poligonale”.
La Mesh poligonale è un insieme di vertici,
spigoli e facce che definiscono la forma di un
oggetto poliedrico.
OGGI
Gli scanner 3D
Alcuni tipi di scanner:
OGGI
Internet
Esistono numerosi siti dai quali
scaricare gratuitamente i disegni degli
oggetti da stampare. Alcuni esempi:
www.thingiverse.com
www.grabcad.com
www.africanfossils.org
www.youmagine.com
OGGI
Internet
OGGI
Software di modellazione
Esistono numerosi software gratuiti o a
pagamento:
1. Sketchup.
2. 123D Cad.
3. Inventor, Solidworks, PTC.
4. Blender.
5. Rhino cad.
6. Openscad.
7. Tinkercad.
8. Ecc. ecc.
OGGI
Prototipo e Prodotto finito
Con la tecnologia ADDITIVA, si parla di:
a)
RAPID PROTOTYPING.
b)
RAPID MANUFACTURING.
OGGI
Rapid prototyping
Ogni oggetto viene prototipato. Per ogni
oggetto prodotto esiste un prototipo. Il
prototipo è una necessità.
La prototipazione in passato utilizzava
tecniche tradizionali e le mani esperte di
artigiani e modellisti ma non sempre le
tempistiche e le esigenze erano
allineate allo stress competitivo attuale.
Oggi utilizza queste nuove tecnologie.
OGGI
Rapid manufacturing
Grazie alle tecnologie additive e ai nuovi
materiali a disposizione, un’azienda può
scegliere di passare direttamente al
prodotto finito senza passare prima dal
prototipo.
Acciaio, titanio e tanti altri metalli sono
utilizzati grazie anche ad un nuovo modo di
PROGETTARE gli oggetti stampati 3D.
OGGI
Come arrivare all’oggetto stampato
Esistono numerose tecnologie:
a) SLA (StereoLitographic Apparatus)
b) SLS (Selective Laser Sintering)
c) LOM (Laminated Object Manufactoring)
d) LENS (Laser engineered net shaping)
e) FDM (Fused Deposition Modeling)
Tecnologie
A)
SLA (StereoLitographic Apparatus)
Vengono utilizzate le cd. Resine Fotopolimerizzanti
Tecnologie
B) SLS (Selective Laser Sintering)
Invece della resina, il raggio laser sintetizza delle polveri di
materiale dato (dal nylon. all’acciaio, al titanio).
Tecnologie
C) LOM (Laminated Object Manufactoring)
Rullo continuo di carta, metallo, ecc., che viene fuso
da un raggio laser per formare una serie di strati i
quali, a loro volta, formeranno l’oggetto finale.
Tecnologie
D) LENS (Laser engineered net shaping)
Tecnica di prototipazione rapida grazie alla quale il
metallo viene fuso per effetto di un raggio laser di
elevata potenza.
Tecnologie
E) FDM (Fused Deposition Modeling)
Filamento di termoplastica fuso (PLA, ABS, ecc.) e
depositato strato per strato fino a formare l’oggetto
finale.
Vantaggi e svantaggi
SLA: La resina necessita di un forno di
riscaldamento ed è molto cara.
SLS: Le macchine sono molto ingombranti.
LOM: I tempi di stampa sono molto elevati.
LENS: Macchine molto care; i pezzi ottenuti
necessitano di una seconda lavorazione di
finitura.
FDM: Tecnologia a basso costo ma che utilizza
esclusivamente plastiche (PLA, ABS, NYLON,
ecc.).
DOMANI
Cosa possiamo aspettarci?
L’Additive manufacturing rappresenta una vera
rivoluzione tecnologica.
Verranno progettate stampanti:
sempre più grandi (per costruire le case),
sempre più precise,
per essere utilizzate con materiali sempre
più innovativi in grado di generare una sorta di
personalizzazione del prodotto,
per essere utilizzate in campo biomedico.
DOMANI
Esempio: la BIGDELTA
DOMANI
Esempio: la CASA DEL FUTURO
DOMANI
Esempio: utilizzo in ortopedia
DOMANI
Esempio: utilizzo in ortopedia
DOMANI
Esempio: utilizzo in medicina
DOMANI
Esempio: utilizzo in medicina
DOMANI
Esempio: utilizzo in medicina
LA DIDATTICA
LA DIDATTICA
Propongo alcuni punti di riflessione:
Riconoscere che l’Additive Manufacturing
rappresenta una vera rivoluzione tecnologica.
La “disseminazione” è importante anche
all’interno di ogni Istituto scolastico.
Per utilizzare la stampante 3D in tutte le
materie occorre un iniziale “investimento” in
termini di tempo da dedicare sul software di
modellazione solida scelto dall’Istituto.
“La teoria attrae la pratica come il magnete
attrae il ferro”
Carl Friedrich Gauss
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE