Progressi nelle tecnologie rapide

Ricordate il replicatore di Star Trek, a cui il capitano Picard comandava verbalmente di fornire “Tè, Earl Grey, caldo”? Grazie ai progressi delle moderne tecnologie rapide, questa fantasia fantascientifica potrebbe presto diventare realtà.  Le tecnologie rapide, comprendenti molte tecnologie diverse utilizzate per creare rapidamente parti solide 3D e prototipi da dati CAD 3D, includono scansione 3D e reverse engineering, prototipazione rapida (stereolitografia, sinterizzazione laser selettiva e stampa 3D) e attrezzaggio rapido, ovvero l’utilizzo diretto o indiretto di un prototipo rapido come serie di attrezzaggio per la creazione di stampi. Il reverse engineering è il processo con cui un oggetto o un prodotto viene smontato per osservarne il funzionamento allo scopo di duplicarne o migliorarne la progettazione. Gli oggetti fisici vengono sottoposti a scansione mediante scanner 3D e la risultante nuvola di punti dei dati viene utilizzata per generare un modello 3D del prodotto. Diversi nuovi progressi semplificano la connessione tra i dati di scansione 3D e i modelli CAD parametrici, che in passato costituiva l’attività più difficoltosa. Il software di modellazione con finalità di progettazione facilita il processo estraendo le finalità di progettazione originali da una scansione di un modello fisico Questo progresso tecnologico determina un altro importante sviluppo, lo scambio parametrico. Lo scambio parametrico completa la connessione tra nuvole di punti e CAD fornendo una connessione intelligente con il CAD per consentire la ricostruzione nativa automatica della geometria. Prototipi immediati La prototipazione rapida comprende tutte le tecniche utilizzate per fabbricare rapidamente un modello in scala di una parte o un assieme mediante dati CAD 3D. La maggior parte delle tecniche di prototipazione rapida utilizzano la produzione additiva, un processo che prevede la creazione delle parti o di un prototipo tramite livelli di materiali. La produzione additiva consente di realizzare modelli fisici, prototipi, serie, componenti di attrezzaggio e parti in produzione in plastica, metallo e materiali compositi. Nonostante i settori aerospaziale e automotive siano stati i primi a introdurre l’utilizzo di tecnologie rapide tramite processi additivi, attualmente tali tecnologie vengono comunemente utilizzate nei settori medico, della difesa e dei beni di consumo. Malgrado gli effetti della recessione globale, secondo il report Wohlers 2011, uno studio globale annuale sui settori della produzione additiva e della stampa 3D, i ricavi generati a livello mondiale da tutti i prodotti e i servizi con tecnologia di produzione additiva sono aumentati nel 2010 del 24%. La stereolitografia (SLA) è il processo più comunemente utilizzato per produrre prototipi rapidi in plastica solida 3D da dati CAD 3D. La stereolitografia consente di realizzare prototipi con elevata precisione, eccellenti dettagli e le migliori finiture di superficie. La stereolitografia utilizza un laser controllato da computer per trattare una resina fotosensibile, strato per strato, fino a realizzare la parte. La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è simile alla stereolitografia poiché è un processo additivo che sinterizza (fonde) insieme particelle di polveri termoplastiche o metalliche strato per strato fino a realizzare oggetti o parti 3D utilizzando dati CAD 3D. Il principale vantaggio è rappresentato dal fatto che i modelli SLS possono fungere da prototipi funzionali. Stampa 3D: una potenziale rivoluzione La tecnologia rapida che sta raccogliendo maggiore interesse nei principali media è la stampa 3D, il mezzo più veloce ed economico per creare rapidamente parti. Con il crollo dei prezzi dai 400.000 dollari di quattro anni fa ai 1.000 di oggi, la stampa 3D è destinata a cambiare drasticamente la produzione. I significativi vantaggi delle stampanti 3D sono rappresentati dal fatto che sono in genere più veloci, piccole, economiche e facili da utilizzare rispetto alle altre tecniche additive di prototipazione rapida. La tecnologia della stampa 3D è diventata estremamente sofisticata e in grado di duplicare modelli CAD 3D in prodotti o prototipi fisici molto simili nell’aspetto e nel funzionamento alle parti prodotte in massa. Di conseguenza, settori come quelli aerospaziale, automotive, delle calzature e della gioielleria iniziano ora a utilizzare stampanti 3D per creare parti di volumi ridotti e prodotti di uso finale. Se è possibile progettare, è ora possibile realizzare. La tendenza guidata dai consumatori verso la personalizzazione di massa favorisce l’affermazione della stampa 3D, che offre alle aziende di tutte le dimensioni e condizioni finanziarie nonché ai singoli individui la possibilità di progettare e realizzare un prodotto rapidamente e in modo più economico. Se i prezzi continuano a crollare, le stampanti 3D potrebbero cambiare per sempre il ruolo della fabbrica tradizionale. Le statistiche di mercato incoraggiano indubbiamente questo segmento del settore della prototipazione rapida. Secondo il report Wohlers 2011, il mercato delle stampanti 3D crescerà da 1,3 miliardi di dollari dello scorso anno a 5,2 miliardi dollari nel 2020.

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