Periferiche di hardcopy 2D e 3D

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1 Knowledge Aided Engineering Manufacturing and Related Technologies Dipartimento di Ingegneria Industriale Università di Parma Periferiche di hardcopy 2D e 3D

2 Motivazione sono necessari documenti permanenti, fisici, compatibili con le esigenze tradizionali di documentazione, riproduzione, archiviazione e come base di interazione con terzi sono state le prime periferiche grafiche a largo impiego

3 Periferiche per hardcopy 2D Per produrre disegni disegni tecnici schemi e diagrammi documentazione grafica Per produrre immagini realistiche degli oggetti secondo vari punti di vista e schemi di proiezione in modo più o meno realistico con varie caratteristiche estetiche e in varie ambientazioni

4 Periferiche per hardcopy 3D Per produrre oggetti fisici modelli prototipi attrezzature per produrre prototipi

5 Periferiche per produrre disegni Plotter analogici incrementali elettrostatici COM diretti indiretti

6 Plotter analogici le prime periferiche grafiche disponibili controllo analogico del movimento della penna complessi e costosi ( all epoca ), con problemi di interfacciamento con gli elaboratori e con problemi di precisione e ripetibilità

7 Plotter incrementali -x +y -y +x comandati da motori a passo a tavola piana entrambi i movimenti alla penna a rullo un movimento al foglio ed uno alla penna caratteristiche: risoluzione: da 0,1 a 0,05 mm velocità di disegno: + 1 m/sec accelerazioni max: 4 g tecnologia: penna ad inchiostro, lama, water jet, raggi laser,... supporto di stampa: carta, stoffa, cuoio

8 Plotter a tavola piana con braccio mobile con testina mobile

9 Plotter a rullo caratteristiche piu lenti dei plotter a tavola piana lunghezza del foglio dipende dalle dimensioni del rullo

10 Plotter elettrostatico processo di conversione vector to raster tecnologia raster velocità di disegno costante tempo di conversione variabile caratteristiche piu veloce dei plotter a penna risoluzione > 1600 d.p.i. dimensioni sino a 72 pollici in larghezza

11 Plotter elettrostatico (cont.)

12 COM Computer Output on Microfilm diretti Il raggio di luce " scrive" direttamente sul supporto fotosensibile indiretti l immagine viene visualizzata su uno schermo piatto ad alta risoluzione e fotografata ( con l interposizione di filtri colorati R,G,B per le immagini a colori )

13 Periferiche per produrre immagini realistiche Stampanti a getto di inchiostro (Ink Jet Plotter) Stampanti a impatto Stampanti termiche Stampanti a sublimazione Stampanti laser

14 Caratteristiche (1/3) Qualita dell immagine Dimensione del singolo punto (dot size) Risoluzione numero di punti per pollice (dpi) che possono essere stampati (non necessariamente in modo distinguibile) può essere diversa nelle due direzioni orizzontale e verticale

15 Caratteristiche (2/3) Tipi di font font a punti font vettoriali Colori spazio dei colori sottrattivo: Cyan, Magenta e Yellow Y C M

16 Caratteristiche (3/3) Colori C M Y Tricromia Il nero ottenuto dalla sovrapposizione dei tre colori primari è in realtà marrone scuro (imperfezione dei pigmenti) C M Y K Quadricromia Il nero è uno dei colori principali C M Y K + R G B +... Hi-Fi Colori vivaci anche per tinte secondarie

17 Stampanti a impatto caratteristiche stampe in multicopia e a modulo continuo stampa testo utilizza testina di stampa a 9-24 aghi utilizza nastro inchiostrato nero e/o colorato

18 Stampanti a getto d inchiostro (Ink Jet/Bubble Jet) basato sul metodo sottrattivo CMY * sistemi a getto di inchiostro termico * sistemi a getto di inchiostro piezoelettrico caratteristiche dispositivo raster tecnologia: getto di inchiostro supporto di stampa: trasparenti carta, anche in formato A3 e A2 velocità: 1-2 pag/min colori depositati simultaneam. risoluzione: 600x600 dpi

19 Stampanti termiche a colori caratteristiche dispositivo raster tecnologia: trasferimento termico supporto di stampa: trasparenti e carta formato A4 velocita : da 1 a 3 pag. min risoluzione: 600x600 dpi

20 Stampanti a sublimazione caratteristiche trasferimento di 256 intensita per primario immagini di alta qualita fullcolor risoluzione: 300x300 dpi qualita simile a quella fotografica

21 Stampanti laser caratteristiche dispositivo raster tecnologia: raggio laser come raggio scrivente supporto di stampa: trasparenti e carta anche su moduli continui (rari) e formato A3 (costose) velocità: sino a 24 pag/min risoluzione: 300x300, 600x600, 120x1200 dpi A colori: 4 Toner (Ciano, Magenta, Giallo e Nero)

22 Parametri di valutazione qualità dell immagine dimensioni del punto (dot) risoluzione velocità: n. pag/min supporto di stampa costo stampante singolo foglio

23 Periferiche per la produzione di oggetti Motivazione ridurre tempi e costi ridurre fino ad eliminare il numero di prototipi fisici ridurre gli errori e le modifiche dovute ad errori di progettazione

24 Prerequisiti comuni Disporre di un modello 3D solido del pezzo proveniente dal sistema CAD Disporre di un convertitore nel formato STL Il software di controllo del sistema RP provvederà a : sezionare per piani paralleli il modello generare contorni e traiettorie di riempimento delle singole sezioni generare in modo più o meno automatico strutture di supporto se e dove necessario

25 Tre problemi di tipo diverso Rapid Prototyping Produzione automatica di modelli fisici a partire da modelli CAD Rapid Tooling Produzione automatica o semiautomatica di stampi per produrre prototipi a partire da modelli CAD dell oggetto Rapid Manufacturing Produzione automatica di prototipi fisici a partire da modelli CAD

26 Prototipazione rapida e metodologie (1/4) per asportazione oggetto costruito a partire da un grezzo per asportazione successiva di volumi (lavorazioni per asportazione di truciolo o elettroerosione) pur disponendo del modello CAD è necessario generare i percorsi utensili e verificarli (CAM)

27 Prototipazione rapida e metodologie (2/4) per deformazione oggetto ottenuto a partire da un semilavorato per deformazioni plastiche successive (a caldo e/o a freddo) mediante stampi pur disponendo del modello CAD dell oggetto è necessario progettare e generare il modello CAD degli stampi generare i percorsi per la lavorazione degli stampi e verificarli ( CAM ) produrre gli stampi

28 Prototipazione rapida e metodologie (3/4) per formatura oggetto ottenuto a partire da materiale allo stato di liquido o polvere formato mediante uno stampo pur disponendo del modello CAD dell oggetto è necessario progettare e generare il modello CAD dello stampo di formatura generare i percorsi per la lavorazione dello stampo e verificarli ( CAM ) produrre lo stampo

29 Prototipazione rapida e metodologie (4/4) per accrescimento oggetto ottenuto per accrescimento mediante aggiunta ed aggregazione successiva di particelle, fili o strati di materiale disponendo del modello CAD dell oggetto il prototipo può essere prodotto automaticamente

30 Tecniche per accrescimento Stereolithography Selective Laser Sintering Laminated Object Manufacturing Fused Deposition Modeling Solid Ground Curing 3-D Printing Solid Jet Plotting

31 Stereolithography laser E la prima tecnologia ad introdurre il metodo per accrescimento Le prime dimostrazioni di laboratorio nel 1984 Il primo sistema disponibile sul mercato alla fine del 1988 Basato sulla fotopolimerizzazione

32 Selective Laser Sintering laser Basato sulla sinterizzazione diretta di polveri mediante laser

33 Laminate Object Manufacturing laser Basato sulla sovrapposizione di fogli sagomati

34 Fused Deposition Modeling Basato sulla estrusione di materiali termoplastici

35 Solid Ground Curing Basato sulla fotopolimerizzazione + filler solido Non ha problemi di supporti o parti flottanti Ha la stessa precisione lungo i tre assi

36 3-D Printing binder jet Basato su liquid binder jetting su strati di polveri Produce gusci per fusioni metalliche Sviluppato presso il MIT

37 Solid Jet Plotting Basato su ink jet di materiale termoplastico + filler Non ha problemi di supporti o parti flottanti

38 Diffusione ( dati a fine 1996 ) sistemi nel mondo 50 sistemi in Italia