venerdì 23 agosto 2013

COSA SONO E A COSA SERVONO LE STAMPANTI 3D

a cura di Claudio Pasqua


Che cos’è una stampante 3D?

Una stampante 3d è una macchina che consente di produrre un oggetto solido partendo da un modello digitale dell’oggetto medesimo, realizzato con un software di modellazione 3D 

La stampa tridimensionale di un oggetto si ottiene tramite il processo di produzione additiva di materiale, ossia la sovrapposizione dei diversi materiali in strati; è una procedura inversa a quella utilizzata nei tradizionali sistemi di fabbricazione (produzione sottrattiva), in cui l’oggetto viene ricavato da operazioni di taglio e perforazione di un blocco di materiale iniziale.

La stragrande maggioranza delle stampanti tridimensionali si ispira al Progetto RepRap, un’iniziativa nata nel 2005 con l’obiettivo di realizzare una stampante 3d in grado di produrre autonomamente i suoi stessi componenti. Tutti i lavori nell’ambito di tale progetto sono stati pubblicati con licenze Open Source, cosa che ne ha permesso la diffusione e lo sviluppo. 

Cosa si può fare con una stampante 3D

La naturale evoluzione del mondo della stampante 3d è la sua diffusione in ambito domestico. Nel momento in cui questa tecnologia diventerà di uso comune (come lo sono attualmente le stampanti 2d), l’utente avrà la possibilità di fabbricare in casa gli oggetti di cui ha bisogno, creando in proprio i modelli o modificandone alcuni già esistenti dopo averli scaricati da appositi siti internet. La gamma di oggetti stampabili in proprio è ovviamente amplissima, e va dai portapenne ai supporti per cellulari, passando per i giocattoli e i modellini di treni, aerei e quant’altro. Esistono già oggi aziende che produconogioielli tramite stampa 3d.

Sono inoltre nate alcune aziende che stampano modelli tridimensionali di personaggi di videogiochi (come World of Warcraft o Minecraft), o che permettono di ricavare modelli 3d del proprio volto partendo da poche fotografie (TahtsMyFace.com o Shapeways).



Pressoché infinite sono, naturalmente, le possibili applicazioni della stampa tridimensionale in campo artistico, soprattutto nel mondo dell’arte contemporanea.

Didattica
L’utilizzo delle stampanti tridimensionali nelle scuole possa risultare estremamente utile, fino a “capovolgere il rapporto tra gli studenti e le materie tecniche” (Lorenzo Cantini). A rafforzare questa convinzione è stata la proficua collaborazione tra Kentstrapper S.r.l e l’Istituto ITIS “E. Scalfaro” di Catanzaro, che ha portato, nel mese di dicembre 2011, alla realizzazione di un Levitron (circuito antigravità) disegnato su CAD dagli studenti e stampato dalla ditta (vd. articolo).

Architettura
Uno dei campi d’applicazione tradizionale della stampa 3d è l’architettura, ambito in cui questa tecnologia viene usata per la creazione di modelli di edifici e plastici. Tuttavia sono nati progetti ben più ambiziosi: uno è il caso di Villa Asserbo, la prima casa interamente “stampata”: la ditta danese Eentileen, che ha realizzato l’opera, ha inserito i progetti digitali dell’abitazione in una stampante provvista di un trapano delle dimensioni di una stanza, e in sole quattro settimane è riuscita ad ultimare l’abitazione (peraltro interamente eco-compatibile). 

Archeologia 
Un altro settore in cui la stampa tridimensionale può trovare largo e proficuo impiego è quello dell’archeologia: è possibile produrre modelli tridimensionali di reperti o edificisolo parzialmente conservati, nonché integrazioni di parti mancanti, oppure creare copie (per esposizioni museali) di oggetti originali acquisiti tramite scansione 3d. 

Medicina
In campo medico la stampa 3d viene già utilizzata per la produzione di protesi ed apparecchi acustici e dentali personalizzati, ma lo sviluppo ulteriore di questa tecnologia è destinato a rivoluzionare il mondo della medicina tradizionale. L’obiettivo che i ricercatori si pongono è quello di arrivare alla creazione di “bio-stampanti”, ossia macchine in grado di riprodurre cellule, tessuti umani ed organi.

Quali sono i materiali utilizzabili per stampare oggetti 3D?
Il materiale più usato è la plastica, e più specificamente: 
ABS, Acrilonitrile-butadiene-stirene un materiale termoplastico che può essere stampato sia ad iniezione che a estrusione. È più resistente del PLA, ma richiede una temperatura maggiore per l’estrusione (240-250°C). Queste caratteristiche lo rendono più appropriato del PLA per la realizzazione delle parti piccole dei prodotti. In generale, è appropriato per realizzare prodotti resistenti agli urti e all’usura. È il materiale con cui sono realizzati i blocchi del Lego. 
PLA Acido Polilattico, è un biopolimero derivante dall’amido di mais e completamente biodegradabile. È più resistente del PTFE e fonde ad una temperatura più bassa (180-220°C). Tra i vantaggi che il PLA presenta rispetto all’ABS c’è la possibilità di avere molti più colori ed una maggiore elasticità, che permette la creazione di oggetti come molle o simili. 


Di quali software ho bisogno per far funzionare una stampante 3D?

PROGRAMMI DI DISEGNO CONSIGLIATI PER INIZIARE 

Per passare da un modello digitale alla stampa tridimensionale di un oggetto servono un software per la modellazione, in grado di lavorare su formati tipo .obj o .stl ed uno che trasformi tali files in una serie di istruzioni per la stampante (g-code). Per quanto riguarda quest’ultima categoria, i programmi più usati sono i seguenti:

GRATUITI 
SketchUp (Windows e Mac) 
Autodesk 123D (Windows e Mac) 
TinkerCAD (Web) 
Blender (Windows e Mac) 

A PAGAMENTO 
Solidworks (Windows e Mac) 


SOLUZIONI DI STAMPA 3D CONSIGLIATE 
Stampanti: Makerbot Replicator (USA) , Sharebot (ITALIA) 
Servizi: Shapeway, Ponoko (USA), 3DItaly (Italia) 


DATABASE DI ARTICOLI 3D DA SCARICARE MODIFICABILI E STAMPABILI 



FONTI


PER APPROFONDIRE 



VOLETE SAPERNE DI PIU'? 
Contattate l'autore a info@studitelematici.com

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