Sviluppo dei sistemi 3D

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1 Sviluppo dei sistemi 3D Istituto Berenini Fidenza, 24 maggio 2016

2 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.

3 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.

4 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.

5 OGGI Come arrivare al disegno 3D Possiamo seguire tre possibili strade: a) SCANNER 3D b) INTERNET c) SOFTWARE DI MODELLAZIONE

6 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.

7 OGGI Gli scanner 3D Alcuni tipi di scanner:

8 OGGI Internet Esistono numerosi siti dai quali scaricare gratuitamente i disegni degli oggetti da stampare. Alcuni esempi:

9 OGGI Internet

10 OGGI Software di modellazione Esistono numerosi software gratuiti o a pagamento: 1. Sketchup D Cad. 3. Inventor, Solidworks, PTC. 4. Blender. 5. Rhino cad. 6. Openscad. 7. Tinkercad. 8. Ecc. ecc.

11 OGGI Prototipo e Prodotto finito Con la tecnologia ADDITIVA, si parla di: a) RAPID PROTOTYPING. b) RAPID MANUFACTURING.

12 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.

13 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.

14 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)

15 Tecnologie A) SLA (StereoLitographic Apparatus) Vengono utilizzate le cd. Resine Fotopolimerizzanti

16 Tecnologie B) SLS (Selective Laser Sintering) Invece della resina, il raggio laser sintetizza delle polveri di materiale dato (dal nylon. all acciaio, al titanio).

17 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.

18 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.

19 Tecnologie E) FDM (Fused Deposition Modeling) Filamento di termoplastica fuso (PLA, ABS, ecc.) e depositato strato per strato fino a formare l oggetto finale.

20 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.).

21 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.

22 DOMANI Esempio: la BIGDELTA

23 DOMANI Esempio: la CASA DEL FUTURO

24 DOMANI Esempio: utilizzo in ortopedia

25 DOMANI Esempio: utilizzo in ortopedia

26 DOMANI Esempio: utilizzo in medicina

27 DOMANI Esempio: utilizzo in medicina

28 DOMANI Esempio: utilizzo in medicina

29 LA DIDATTICA

30 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.

31 La teoria attrae la pratica come il magnete attrae il ferro Carl Friedrich Gauss GRAZIE PER L ATTENZIONE