TECNOLOGIE INNOVATIVE RAPID PROTOTYPING & MANUFACTURING

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1 TECNOLOGIE INNOVATIVE RAPID PROTOTYPING & MANUFACTURING I.P.S.I.A. Amantea & EUROCOMIND

2 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO Il Ciclo Di Sviluppo Tradizionale il secolo XX, con la rivoluzione industriale e la catena di montaggio, ha portato alla produzione in grande serie di oggetti.

3 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO Il Ciclo Di Sviluppo Tradizionale il secolo XX... le fasi di sviluppo del prodotto nel processo tradizionale sono: ideazione, progettazione pezzo, progettazione stampo, progettazione processo, prototipazione, verifiche,...

4 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO Il Ciclo Di Sviluppo Tradizionale il secolo XX... le fasi di sviluppo... i limiti di questo processo di sviluppo sono molteplici e dovuti a notevole incertezza sulle informazioni e intensa attività di decisione...

5 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Tecnologia e il Mercato oggi gli anni 90 hanno registrato incredibili progressi sul piano tecnologico e un forte cambiamento nella domanda e offerta di beni di consumo e strumentali

6 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Tecnologia e il Mercato oggi gli anni le tecnologie che hanno prodotto i maggiori effetti riguardano i computer (hardware e software) e gli accessori, il laser e la messa a punto di materiali di sintesi...

7 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Tecnologia e il Mercato oggi gli anni le tecnologie... il mercato, inflazionato da prodotti e servizi, impone una spietata concorrenza tra i produttori che si gioca su tempi, costi, qualità e personalizzazione dei prodotti.

8 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Risposta dell Industria il Time to Market, cioè il tempo che trascorre tra l ideazione del prodotto e il suo arrivo sul mercato, è la variabile critica da minimizzare.

9 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Risposta dell Industria il Time to Market... il Concurrent Engineering è la strategia che consente di progettare e seguire contemporaneamente (in parallelo) le varie fasi di sviluppo di un prodotto.

10 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO La Risposta dell Industria il Time to Market... il Concurrent Engineering... il Rapid prototyping & Manufacturing e il CAD 3D sono le tecnologie impiegate per la produzione rapida di oggetti, con minimo dispendio di risorse.

11 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO Il Nuovo Ciclo di Sviluppo le fasi di sviluppo del prototipo includono la creazione del modello virtuale con CAD 3D e la realizzazione del modello fisico con sistemi di prototipazione rapida.

12 DALL IDEA AL PRODOTTO FINITO Il Nuovo Ciclo di Sviluppo le fasi... i vantaggi: il principale è quello di ottenere un prototipo ottimizzato (per estetica, funzionalità e caratteristiche tecniche) in tempi e con costi decisamente ridotti.

13 IL MODELLO VIRTUALE Creazione del Modello 3D nell industria, il modello può essere creato a partire da un progetto (disegno) originale trasferito su CAD 3D oppure da un prodotto esistente digitalizzato (Reverse Engineering).

14 IL MODELLO VIRTUALE Creazione del Modello 3D nell industria... in ambito scientifico, si possono utilizzare i dati matematici o scientifici ottenuti da calcoli o esperimenti.

15 IL MODELLO VIRTUALE Creazione del Modello 3D nell industria... in ambito scientifico... in campo medico, si possono utilizzare i sistemi di tomografia computerizzata (TAC) o la risonanza magnetica (RNM) mediante sensori spaziali o ultrasonici.

16 IL MODELLO VIRTUALE Geometria del Modello 3D modellizzazione per superfici, attraverso un insieme di patch posizionate nello spazio e gestite da equazioni.

17 IL MODELLO VIRTUALE Geometria del Modello 3D modellizzazione per superfici... modellizzazione per solidi, in cui gli oggetti sono rappresentati per volumi, con la capacità di distinguere il pieno dal vuoto.

18 IL MODELLO VIRTUALE Verifiche sul Modello 3D estetiche, di forme e colori.

19 IL MODELLO VIRTUALE Verifiche sul Modello 3D estetiche... funzionali, sulle caratteristiche fisiche (volume, peso, baricentro, momento d inerzia).

20 IL MODELLO VIRTUALE Verifiche sul Modello 3D estetiche... funzionali... tecniche, con simulazioni statiche, cinematiche e dinamiche.

21 IL MODELLO VIRTUALE Uso del Modello 3D standard di Elaborazione: I modelli 3D sono archiviati su disco secondo standard (IGES, VDA, ecc.) che consentono l interscambio dei dati con altri programmi di elaborazione.

22 IL MODELLO VIRTUALE Uso del Modello 3D standard di Elaborazione: standard di Post- Elaborazione: Per inviare il modello 3D ad una macchina fabbricatrice, è necessario rielaborarlo in un formato adatto (CN, STL, ecc.).

23 IL MODELLO FISICO Tipologia e Impieghi tipi di modelli: concettuali (per verificare forma, dimensioni e tolleranze), funzionali (per testare alcuni aspetti, come peso, resistenza, ecc), tecnici (con tutte le funzioni del prodotto).

24 IL MODELLO FISICO Tipologia e Impieghi tipi di modelli... impieghi di modelli e prototipi: I campi di utilizzo possono essere diretti (immediati) o indiretti (strumenti per successivi processi di lavorazione, come la costruzione di stampi).

25 IL MODELLO FISICO Autofabbricazione di Prototipi la produzione automatizzata (autofabbricazione) deve soddisfare alcuni criteri fondamentali, come la costruzione del prodotto finito partendo da materia prima priva di forma...

26 IL MODELLO FISICO Autofabbricazione di Prototipi la produzione automatizzata... criteri di esclusione: Non si può quindi parlare di autofabbricazione nei casi di operazioni parziali (di taglio, formatura, finitura,...

27 IL MODELLO FISICO Metodi di Autofabbricazione metodi convenzionali: I processi sottrattivi creano il prodotto finito rimuovendo materiale da un blocco solido (Macchine Utensili). I processi formativi...

28 IL MODELLO FISICO Metodi di Autofabbricazione metodi convenzionali... metodi innovativi: I processi additivi formano in maniera continua o discontinua il componente, con un processo di stratificazione incrementale.

29 IL MODELLO FISICO Metodi di Autofabbricazione metodi convenzionali... metodi innovativi... confronto fra i metodi: I metodi convenzionali sono consigliati per modelli con geometrie semplici e dimensioni notevoli,... I metodi innovativi sono consigliati...

30 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA 1. Stereolitografia per Punti (SLA) 2. Stereolitografia per Strati (CUBITAL) 3. Sinterizzazione Selettiva (SLS) 4. Sinterizzazione Selettiva (MIT) 5. Estrusione guidata da Robot (FDM) 6. Adesione di Strati (LOM)

31 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Punti (SLA) descrizione impianto e processo: Il processo consiste sostanzialmente nel pilotare un raggio laser ultravioletto sulla superficie di una vasca riempita di resina fotosensibile.

32 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Punti (SLA) descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: I maggiori produttori di macchine di stereolitografia per punti sono 3D Systems (sistemi SLA190, SLA 250) ed EOS (Stereos Desktop).

33 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Punti (SLA)

34 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Strati (CUBITAL) descrizione impianto e processo: A differanza del metodo di stereolitografia per punti, la polimerizzazione con lampada mascherata...

35 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Strati (CUBITAL) descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: Questo metodo è utilizzato solo dalla Cubital, che produce sistemi...

36 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Stereolitografia per Strati (CUBITAL) descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: esempi di applicazioni:

37 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (SLS) descrizione impianto e processo: E una procedura simile alla stereolitografia. Le parti vengono generate strato per stato, a partire da una piattaforma...

38 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (SLS) descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: I maggiori produttori di macchine di sinterizzazione selettiva sono DTM (sistemi Sinterstation 2000) ed EOS (Eosint P350, Eosint M350).

39 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (SLS)

40 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (MIT) descrizione impianto e processo: Il processo prevede la deposizione di strati di materiale in polvere, sui quali viene poi spruzzato un legante...

41 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (MIT) descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: Questo metodo è stato sviluppato dal MIT (Massachussets Institute of Technology)...

42 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Sinterizzazione Selettiva (MIT)

43 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA descrizione impianto e processo: Il Fused Deposition Modeling è un processo nel quale un materiale termoplastico allo stato liquido è estruso e poi depositato in strati sottili... Estrusione guidata da Robot (FDM)

44 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA descrizione impianto e processo: caratteristiche dei sistemi: Sistemi che utilizzano questo metodo sono prodotti da Datasys e distribuiti in Italia da... Estrusione guidata da Robot (FDM)

45 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Estrusione guidata da Robot (FDM)

46 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Adesione di Strati (LOM) descrizione impianto e processo: Nel processo LOM, un raggio laser delinea e taglia i contorni di ciascuno strato del pezzo che si vuole costruire su fogli rigidi...

47 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Adesione di Strati (LOM) descrizione impianto e processo:... caratteristiche dei sistemi: Le macchine che utilizzano tecniche LOM sono state concepite e introdotte sul mercato dalla Helysis...

48 METODI DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA Adesione di Strati (LOM)

49 DAL PROTOTIPO AL PRODOTTO Produzione di Oggetti impianti, processi e sistemi: La produzione di pezzi singoli o in piccole serie di parti di macchine o prototipi...

50 DAL PROTOTIPO AL PRODOTTO Produzione di Oggetti impianti, processi e sistemi: esempi di applicazione:

51 DAL PROTOTIPO AL PRODOTTO Produzione di Stampi in modo diretto: Un importante campo di impiego dei sistemi di prototipazione rapida è la fabbricazione di forme, stampi e altri tipi di attrezzi di duplicazione...

52 DAL PROTOTIPO AL PRODOTTO Produzione di Stampi

53 DAL PROTOTIPO AL PRODOTTO Produzione di Stampi

54 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Applicazioni non Industriali in ambito scientifico e didattico: Geometria (Modelli per interpretare strutture matematiche) Geografia (Carte in rilievo, modelli del terreno e del fondo marino ) Astronomia (Modelli di pianeti e altri corpi celesti)...

55 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Applicazioni non Industriali in ambito scientifico e didattico: in campo medico: Modelli di ossa, organi e tumori, ricavati da dati tomografici per programmare operazioni chirurgiche, disegnare protesi...

56 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Applicazioni non Industriali in ambito scientifico e didattico: in campo medico: nell arte e intrattenimento: Come il laser è stato utilizzato per effetti scenici e il computer ha reso possibile immagini frattali, la prototipazione rapida...

57 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Presente e Futuro considerazioni tecniche: Le tecnologie di prototipazione rapida sono ormai uscite dalla fase sperimentale...

58 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Presente e Futuro considerazioni tecniche: considerazioni economiche: Le applicazioni delle macchine fabbricatrici sono sempre più numerose su scala mondiale. Il mercato raggiunge già il miliardo si dollari e si prevede...

59 LA PROTOTIPAZIONE RAPIDA Presente e Futuro considerazioni tecniche: considerazioni economiche: una riflessione conclusiva: L impatto di queste tecnologie innovative sul mondo del lavoro...