Tesi by Enrico Giacalone

TITOLO CAPITOLO

SCUOLA POLITECNICA Corso di Laurea in Disegno Industriale Dipartimento di Architettura

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D Riprogettazione di una vela alare di impiego nautico

TESI DI LAUREA DI

RELATORE

Enrico Giacalone

Antonio Mancuso

ANNO ACCADEMICO 2013-2014

INDICE

Introduzione

1 6

Le caratteristiche e le implicazioni principali dei metodi di fabbricazione avanzati

2 11

3 21

Applicazioni di stampa 3D in campi scientiďż˝ici, sociali e artistici

Tecniche dirette e indirette di fabbricazione additiva e applicazioni usuali

4 28

Processo e parametri di stampa di un oggetto 3D

5 38

Riprogettazione di una vela alare di impiego nautico

51 52

Conclusioni Siti di riferimento e bibliograďż˝ia 3

INTRODUZIONE

In passato, per godere di una seduta stabile e decorosa, si doveva commissionare una sedia ad un artigiano, che l’avrebbe progettata e costruita a mano. Ne risultava un processo scrupoloso, ma personale, che portava alla creazione di un oggetto one-ofa-kind (unico nel suo genere). Poi la rivoluzione industriale ha portato allo sviluppo delle macchine che potevano riprodurre lo stesso lavoro del falegname, solo più velocemente, economicamente e con maggiore precisione. Quando la tecnologia si è evoluta, il gap tra il fare tradizionale e la fabbricazione digitale si è ampliato. L’individualità è stata sostituita con la riprodu-

cibilità e l’artigianale è diventato un lusso, non una necessità. Oggi, nell’era post-industriale,la tecnologia a tre dimensioni, che rappresenta la naturale evoluzione della stampa 2D, cambia le regole del di avere una riproduzione reale di un modello 3D Essa si basa sull’applicazione delle più recenti tecniche d’ingegneria meccanica di precisione, teoria dei controlli, informatica ed elettronica nel processo di progettazione, per creare prodotti più funzionali e adattabili.

1. Antoni Gaudì, Seduta artigianale Calvet, legno massello, 1901 2. Gebrüder Thonet, Seduta industriale N°14, legno curvato, 1855 3. Marcel Breuer, Seduta industriale Cesca, con struttura in tubolare cromato e spalliera in canna d’india con bordo di faggio, 1928 4. Studio Bram Geneens, Seduta post-industriale Gaudì, struttura stampata con tecniche additive e rivestimento in �ibra di carbonio, c. 2010

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

CAPITOLO 1

LE CARATTERISTICHE E LE IMPLICAZIONI PRINCIPALI DEI METODI DI FABBRICAZIONE AVANZATI

Circa 25 anni fa, gli strumenti di progettazione furono sviluppati permettendo agli ingegneri di gni CAD. Si riuscì a creare il primo modello solido riducendo il disegno 3D in diapositive 2D che si adagiavano l’una sull’altra layer by layer (strato per strato). La peculiarità di questa tecnica ha portato a clasAdditiva”. laser sono state le prime tecnologie ad usare la tecnica additiva. A seguire la Fused Deposition modeling (FDM), la inkjet a colori, la Laminate object manufacture (LOM) e la Direct metal laser sintering (DLMS) hanno fatto la loro entrata in scena. I processi additivi non impongono le restrizioni delle note tecnologie sottrattive, come ad esempio per la produzione di pezzi con sottosquadri e features complesse sia interne sia rientranti impossibili da realizzare con sistemi di produzione tradizionali: foratura, fresatura o elettroerosione (EDM). Quindi, forme complesse e design di forma libera possono essere costruite facilmente, eliminando i vincoli legati alla realizzazione e aprendo una por6

ta a un nuovo mondo nel design (Design For Functionality). Nella fase iniziale, gli ingegneri utilizzarono questi nuovi processi per la presentazione dello stato attuale di un progetto e per dimostrare i ruvida, strati fragili e la qualità non era ancora paragonabile a parti “reali”, sono stati comunque utilizzati come modelli tattili o prototipi. Considerato che il processo richiedeva tempi brevi, questa tecnica prese il nome di Rapid Prototyping. La Prototipazione Rapida (RP) è una tecnologia che rende possibile la produzione, in poche ore e senza l’ausilio di utensili, di oggetti di geometria comunque complessa, direttamente dal modello matematico dell’oggetto realizzato su un sistema CAD tridimensionale. È necessario menzionare, inoltre, l’evoluzione della sua controparte, cioè il processo di reverse engineering che, partendo da un prototipo, o da un oggetto -

cava il relativo modello CAD. Entrambi utilizzano l’STL (Stereo Lithography interface format oppure Standard Triangulation Language -

UN PANORAMA SULLE TECNICHE

scretizzata in triangoli. Esso consiste delle coordinate X, Y e Z, ripetute per ciascuno dei tre vertici di ciascun triangolo, con un vettore per descrivere Quello che sta succedendo in questi anni in molti colatori, dai microelaboratori e da tutte le altre innovazioni ha portato ad una maggiore qualità e disponibilità delle macchine e al consolidarsi di un nuovo tipo di produzione: la manifattura avanzata. LA MANIFATTURA AVANZATA La manifattura avanzata migliora l’esistente o crea completamente nuovi materiali, prodotti e processi attraverso l’uso della scienza, dell’ingegneria e delle tecnologie dell’informazione (MECCATRONICA). Essa siavvale dell’alta precisione, gli strumenti, i metodi ei modelli organizzativi delle imprese innovative allo scopo di creareuna forza lavoro ad alto rendimento. Di seguito troviamo un quadro del suo inserimento nel sistema di produzione e di lavorazione, le sue interconnessioni con la struttura esistente o rinnostione delle informazioni.

ACCELERAZIONE TECNOLOGICA La manifattura avanzata è il risultato di progressi sostanziali (incrementali o di fessurazione) riguardante l’attuale stato dell’arte nella produzione di materiali e prodotti; questi avanzamenti comprendono miglioramenti nei processi e sistemi produttivi, che sono spesso spinti dalle innovazioni nella scienza di base e delle discipline ingegneristiche. La meccatronica è la branca dell’ingegneria dell’automazione che studia il modo di far interagire tre discipline: la meccanica, l’elettronica, e l’informatiQuesti nuovi sistemi, che sono spesso indicati come sistemi di produzione intelligente o “furba”, sono in grado di integrare la prevedibilità compulavoro umano. PRODUZIONE PERSONALIZZATA Una tecnologia abilitante ha il potenziale di cambiare radicalmente la produzione. Una macchina di produzione avanzata è in grado di produrre più tipi di prodotti senza riconversio7

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

ziale delle industrie della difesa come quella aerospaziale, che richiede un continuo alleggerimento dei componenti. Permette al produttore di progettare, disegnare e produrre un prodotto consolidato in un processo continuo che grazie all’impiego congiunto e integra-

battere i costi di produzione, adottando un sistema di costruzione per alcuni componenti di un veicolo che utilizza una tecnologia ibrida additiva/sottrattiva chiamata Drop On Demand.Zoybar è anche un social network che supporta la crescente comunità dei Co-creators. L’intelligenza collettiva co-crea

da computer (Computer-Aided Design, CAD) e fabbricazione assistita dal computer (Computer-Aided Manufacturing, CAM), può essere regolata per soddisfare le esigenze dei clienti senza riattrezzaggio.

non sarebbero mai stati prodotti con i modelli di business tradizionale. IMPERATIVO AMBIENTALE

RETE DI MANIFATTURA Nel Queens, una società denominata Shapeways ha creato quello che viene chiamata la “Fabbrica del Futuro”, dotata di circa 30 stampanti 3D di taglia industriale per produrre i vari disegni dei propri clienti digitali. ne avanzato denominato micro-manufacture è in grado di fornire una miscela di prodotti in picconazione e produzione, per rispondere rapidamente alla domanda di qualità desiderata dai clienti. Local motors, produttrice di automobili, propone un modello di fabbrica micro-manufatturiera che si svolge in buona parte grazie alla cooperazione online tra i membri della comunità (utenti iscritti al sito, Co-Creatori che ricevono una percentuale delle entrate totali per ogni prodotto co-created a cui contribuiscono), a cui propone dei progetti per permettere la commercializzazione di un prodotto a una velocità senza precedenti. da che ha lanciato ai suoi progettisti per ridurre i tempi di realizzazione del prodotto/progetto e ab8

La manifattura avanzata produce prodotti che riducono al minimo l’uso delle risorse, mantenendo o migliorando costo e prestazioni, e riducendo i riprodurre un prodotto. Con i metodi attuali avanzati è possibile produrre renza dei 4 kili di materiale necessari a produrre lo stesso kg di prodotto con metodi tradizionali. Inoltre, il processo riduce la necessità di mantenere grandi scorte di parti componenti perché possono essere prodotte utilizzando processi just in time o quasi just in time, in tal modo si riducono enormemente i costi di immagazzinaggio, gestione, carico e scarico di magazzino.

DEMOCRAZIA INDUSTRIALE La manifattura avanzata che incarna i sistemi di fabbricazione a mano libera di oggi, ha il potenziale di trasformare la società umana a un livello paragonabile solo a poche scoperte. La capacità di fabbricare direttamente oggetti personalizzati funzionali potrebbe trasformare il nostro modo di progettare, fare, consegnare e consumare prodotti.

UN PANORAMA SULLE TECNICHE

1. Componenti modulari Zoybar per la costruzione di un violino, una chitarra elettrica, un basso e altri strumenti personalizzabili

Non meno importante, la tecnologia di prototipatista. In Makers: la nuova rivoluzione industriale. Chris Anderson descrive l’espandersi di comunità di persone determinate a creare le proprie cose utilizzando stampanti 3D, taglio laser, strumenti di progettazione avanzati e hardware open-source. Anderson, ex redattore capo della rivista Wired, descrive il “movimento maker”, indicando la proliferazione di makerspaces, in cui le persone possono utilizzare gli impianti e le attrezzature in comune per fabbricare i loro disegni e descrivendo raduni

popolari chiamati Maker Fiere. Eliminando molte delle barriere di risorse e abilità che attualmente impediscono agli inventori ordinari di realizzare le proprie idee, fabbers in grado di “democratizzare l’innovazione”. La produzione automatizzata può così aprire le porte a una nuova classe di designer indipendenti, un mercato di modelli stampabili, e una nuova economia di prodotti personalizzati. Proprio come Internet e MP3 hanno liberato il talento musicale dal controllo delle grandi etichette,

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

può divorziare dal controllo delle grandi multinazionali. I personal fabricators (PF) sono in procinto di rivoluzionare il mondo proprio come i personal computer hanno fatto una generazione fa. I PF porteranno la programmabilità del mondo digitale al resto del mondo, grazie alla possibilità di creare quasi tutto, compresi nuovi PF. In FAB, Neil Gershenfeld descrive come la fabbricazione personale oggi è possibile, e come si stanno incontrando le esigenze locali con soluzioni sviluppate localmente. Lui e i suoi colleghi hanno creato “FabLabs” in tutto il mondo. Usando le macchine di uno di questi laboratori, i bambini nella città di Boston hanno creato gioielli vendibili da materiale di scarto, gli abitanti dei vil-

laggi in India hanno usato il loro laboratorio per sviluppare dispositivi per il monitoraggio della siPastori nelle Alpi di Lyngen della Norvegia settentrionale stanno sviluppando reti wireless e tag di animali in modo che i dati possano essere nomadi come i loro animali. Questi esperimenti sono l’avanguardia di una nuova scienza e di una nuova era, un’era di “alfabetizzazione post-digitale”, in cui faremo familiarità con la fabbricazione digitale e l’elaborazione delle informazioni. La tecnologia di FAB permetterà alle persone di creare gli oggetti che desiderano e il tipo di mondo che vogliono vivere.

2-3. Personal fabricator Prusa i3 con realtivi componenti replicabili in ABS

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE

CAPITOLO 2

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE DI FABBRICAZIONE ADDITIVA E APPLICAZIONI USUALI

2.1 CLASSIFICAZIONE La visione per l’applicazione di AM va oltre la creazione di prototipi tattili, negli ultimi anni, infatti, la domanda di parti con qualità del prodotto di serie è cresciuta. Le tecniche per la fabbricazione additiva si distinsecondo il tipo di produzione: – Tecniche dirette dove la macchina RP produce direttamente le attrezzature; – Tecniche indirette dove si combina il prototipo rapido con processi convenzionali per ottenere l’attrezzatura in alternativa; poche decine di pezzi (rapid prototiping); – Tecniche di hard-tooling, destinate a pre-serie estese oltre i 10.000 pezzi (rapid manufacturing). TECNICA INDIRETTA Le applicazioni industriali della prototipazione rapida, conosciute come Rapid Tooling, sono un insieme di tecniche mirate alla costruzione in tem-

pibrevi di attrezzature destinate alla realizzazione della pre-serie: • Inserti per stampi per l’iniezione della cera per ottenere modelli permicrofusione; gio, termoformatura delle resinetermoplastiche; • Gusci per la microfusione; • Idroformatura. Una delle applicazioni più importanti è la realizzazione di modelli e cassed’anima per la fusione in terra in tempi ridotti e in alternativa ai metodi tradizionali (stampo di alluminio fresato). L’utilizzo della RP permette la fabbricazione diretta dello stampo in alluminio e riducendo i tempi dicostruzione della conchiglia dalle dieci settimane ai dieci giorni (processo quickcast). Non tutti i materiali utilizzati nelle tecniche RP sono idonei per questo processo, infatti, potrebbero portare alla rottura del guscio durante la fase di riscaldamento in autoclave sela loro dilatazione prima del rammollimento fosse eccessiva. Inoltre, i residui carboniosilasciati dal modello potrebbero determinare difetti sull’elemento metallico. 11

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

TECNICA INDIRETTA Grazie alle nuove applicazioni, le aspettative e le richieste crescenti per quanto riguarda la tecnologie AM, lo sviluppo si dirige progressivamente verso la Direct Manufacturing (DM). La Direct manufacturing prevede l’uso di tecniche quantità da 1 a 1.000.000 di pezzi. Senza ausilio di stampi od attrezzature, si possono creare oggetti di geometria qualsiasi con una vasta varietà di materiali (plastica, ceramica, metallo). Con questi processi si accorciano in modo sostanda portare nel mercato. In generale, si dovrebbe sostituire al termine “rapid” il concetto “direct” che rende probabilmente meglio il senso dello sviluppo tecnologico. La domanda di prodotti per applicazioni reali è in crescita spingendo sempre di piu al miglioramento. Oggi, vari tipi di materiali possono essere lavorati in macchine commerciali, come polimeri e metalli.

2.2 TIPI, DEFINIZIONI E PRINCIPI DEL PROCESSO DI LAVORAZIONE DEL MATERIALE

posto indivisibile. Tale trattamento termico viene svolto ad una temperatura inferiore al punto di fusione del materiale, tranne nel Selective Laser Melting (SLM), che utilizza un concetto simile, ma in quest’ultimo il materiale è completamente fuso anziché sinterizzato. I pezzi prodotti sono leggeri, durevoli, resistenti al calore e ai prodotti chimici, il che rende SLS una scelta eccellente per la realizzazione di pezzi senza incorrere in spese di Hard tooling. La forma e la dimensione dei grani è varia. Si individuano forme dei grani sferiche, lamellari oppure poliedriche. In termini di dimensioni si può arrivare ad ottenere polveri con grani che si avvicinano all’ordine del millesimo di millimetro, ossia al micron. Fused Deposition Modeling (FDM), la SLS non richiede strutture di supporto. Questo, grazie al fatto che la parte in costruzione è circondata da polvere non sinterizzata in ogni momento, consentendo di costruire geometrie in precedenza impossibili. La SLA ga una vasca di “resina” fotopolimero liquida soliPer ciascuno strato, il raggio laser traccia una seresina liquida.

Nella SLS (Selective Laser Sintering, sinterizzazione elettro-termica), un laser viene utilizzato per il trattamento di entrambi, polimeri (sinterizzazione laser polimerica) e metalli (Laser Melting, DMLS). Il processo di sinterizzazione (o metallurgia delle polveri) consiste nella compattazione e trasformazione di materiali ridotti in polveri in un com12

ca il modello tracciato sulla resina e si unisce allo strato sottostante. Dopo che il modello è stato tracciato, piattaforma elevatrice della SLA discende da una distanza pari allo spessore di un singolo strato, tipicamente 0,05 millimetri a 0,15 mm (0,002 a 0,006). Dopo essere state costruite, le parti vengono im-

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE

1. Bathsheba Grossman, Lampada Quin, prototipizzazione rapida 3D printing, MGX Materialise, 2013 2. Empyre Cycles e Renishaw, Componenti per una mountain bike monolitica in titanio MX-6 Evo, 2014 3. Stereolitograďż˝ia, fasi del processo

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

merse in un bagno chimico per pulirle dalla resina in eccesso e successivamente asciugate in un forno ultravioletto. La MJM (Multi modellazione Jet) è uno dei più veloci processi di prototipazione rapida disponibili lizzando un laser, la tecnologia MJM utilizza una testina di stampa che getti materiale su richiesta. Dopo ogni strato, il materiale è indurito da una lampada UV. La FDM (Fused Deposition Modelling) costruisce strato su strato prototipi funzionali per estrusione di materiale attraverso un ugello riscaldato. Per “estrusione di materiale” si intende quel processo tecnologico in cui le sezioni (slicing) sono realizzate tramite estrusione e deposizione di materiale allo stato fuso e non tramite polimerizzazione. I materiali possono essere: ABS, elastomeri, cera,

policarbonato. In queste macchine la generazione dei supporti, ove necessaria, è completamente automatica. I vantaggi di questa tecnica sono: – Resistenza elevata dei modelli grazie a materiali – Buona precisione dimensionale; – Semplice rimozione dei supporti nei casi di solubilità. PVA è la sigla che contraddistingue l’alcol polivinilico, un polimero plastico idrosolubile in genere impiegato per stampare le strutture di supporto indispensabili per la realizzazione di oggetti che hanno geometrie particolari (come degli sbalzi a 45°) realizzati in 3D con materiali quali il PLA e l’ABS. Usando questo alcol sarà possibile rimuovere questi supporti semplicemente sciogliendoli in acqua, senza dover ricorrere alla rimozione manuale dei supporti creati con il materiale principale di stampa.

4. Struttura di un cubo prima dell’asportazione del materiale solubile e dopo la dissoluzione in acqua

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE

5. Oggetti stampati con materiale di supporto identico al principale

La tecnica a Ugello freddo (stratigraphic manufactury) usa lo stesso principio del processo a ugello riscaldato ma lo fa a freddo spingendo direttamente il materiale (ceramica, calcestruzzo, ali-

mentio cellule) attraverso lâ&#x20AC;&#x2122;ugello di un estrusore simile ad una siringa. Questo Ă¨ possibile grazie ad un getto di aria compressa comandato dal computer. 15

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

6-7. Sezioni di vasi stampati in ceramica e particolare dell’ugello freddo in funzione

DLP, acronimo di Digital Light Processing, è una

tecnologia di proprietà della Texas Instruments, che l’ha messa a punto pensando in particolare ai videoproiettori ma che trova impiego anche in alcune applicazioni di fabbricazione additiva. È basata su un semiconduttore ottico chiamato Digital Micromirror Device (DMD). Questo particolare semiconduttore è ricoperto di milioni di specchi che si muovono in maniera indipendente proiettando luce. Nella stampa 3D questa luce serve per indurire particolari resine di tipo polimerico. In pratica, invece di disegnare gli strati di un modello 3D linea per linea, come avviene con le tecnologie laser, viene proiettato un intero strato per volta. La tecnica DOP (Drop On Demand, oggi Solidscape) è stata brevettata da Sanders Prototype Inc nel 1993. Questa prevede la costruzione di un oggetto 3D tramite getti di due materiali distinti: un termoplastico per la costruzione del modello e una cera per la costruzione dei supporti. È previsto un processo sottrattivo tramite fresa per spianare gli strati depositati. 16

Il CJP (Colour Jet Printing) è il modo più semplice per trasformare rapidamente dati CAD 3D in parti fisiche colorate. Grazie al CJP è possibile presentare e comunicare l’intento progettuale utilizzando quasi un milione di colori. Generalmente è utilizzato per applicazioni nonfunzionali nella creazione di modelli architettonici, progetti degli studenti, collezionismo e per la valutazione del concept.

8. Schema di funzionamento della tecnica Drop On Demand

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE

2.3 APPLICAZIONI TIPICHE Grazie alla nuova disponibilità di tecnologie e materiali, una grande varietà di applicazioni è oggi prevalentemente sul mercato. • Manufacturing Tooling: realizzazione di un “master” da utilizzare per la creazione di uno stampo per la replica dell’oggetto, in molti casi il prototipo viene spesso distrutto o fuso per realizzare gli stampi. • Concept Modeling (Prototipi concettuali): realizzazione di un “oggetto di stile” utilizzabile per verificare il design dell’oggetto oppure per la creazione di cataloghi, fogli pubblicitari o riproduzioni in scala per archivio fisico. • Functional Prototypes (Prototipi funzionali): la realizzazione di un prototipo “vero”, adatto alla verifica funzionale dell’oggetto, Mock-up per test

9. Master polimerico per lo stampaggio a iniezione

di assemblaggio, fitting (accoppiamento), funzionalità e prestazioni. • Digital Mock-up (DMU): è un’attività di costruzione ed analisi virtuale, eseguita mediante elaboratore, di oggetti, componenti ed assiemi fisici. Il digitalmock-up permette la simulazione di assemblaggi, interazioni tra componenti e costruzioni prima che questi vengano effettivamente realizzati. E quindi permette la valutazione di scenari od opzioni alternative e l’identificazioni di problemi. • Advanced Applications (Prototipi tecnici): verifica dei flussi in ambito aerodinamico. Mock-up per test aerodinamici e fluidodinamica (computational fluiddynamics ). • End-Use Parts (Prototipi pre-serie): particolari finiti e funzionali per produzioni limitate.

Nelle pagine successive: 10. Prototipo di casco multicolore stampato con metodo Colour Jet Printing per veri�iche estetiche e di design 11. Prototipo del cambio di un’automobile realizzato per veri�iche di prestazioni 12. Componente aerospaziale complesso per applicazioni ad alta temperatura e ad alta resistenza, realizzato tramite sinterizzazione laser diretta del metallo 13. The Monash Centre for Additive Manufacturing, Componente di un motore aeronautico 14-15. Prototipi con proprietà del prodotto �inito per produzioni limitate

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

10 11

TECNICHE DIRETTE E INDIRETTE

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MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

14 15

APPLICAZIONI DI STAMPA 3D

CAPITOLO 3

APPLICAZIONI DI STAMPA 3D IN CAMPI SCIENTIFICI, SOCIALI E ARTISTICI

3.1 LE INDUSTRIE L’industria aerospaziale è un grande pioniere per quanto riguarda l’applicazione delle tecnologie AM, dato che le parti sono di forma complessa e la produzione in serie è piuttosto costosa a causa di piccoli lotti. e di business monomotore e bimotore. Il PiperJetAltaire è un singolo motore a reazione turbofan in fase di sviluppo che può ospitare un pilota e cinque passeggeri. Piper sta usando l’idroformatura per la produzione di centinaia di componenti strutturali in alluminio del velivolo, come il telaio interno, In passato, l’azienda ha lavorato con strumenti modulo in alluminio per l’impiego in macchine per idroformatura. La lavorazione di utensili di forma geometricamente complessaera costosa a causa della quantità di tempo necessaria per la programmazione di ogni parte, l’elevato tempo richiesto della macchina, il costo della manodopera specializzata per la gestione di macchine a controllo numerico (CNC)e il notevole spreco dei materiali coinvolti nella lavorazione. Fred Jones, progettista di strumenti per Piper, ha avuto l’idea di utilizzare la Fused Deposition Modeling (FDM). Ha determinato che FDM policarbonato (PC) potrebbe resistere a pressioni che vanno

da 3.000 a 6.000 psi, adatti per formare tutte le parti strutturali prodotte da Piper. Per le applicazioni che coinvolgono idroformatura a pressioni elevate, ULTEM 9085 dell’azienda Stra10.000 psi. Comparando i metodi tradizionali con il nuovo metodo intrapreso si risparmiano tempo e denaro. La tecnologia costruttiva della stampa 3D è approdata anche in campo nautico, applicata sulle imbarcazioni a vela grazie all’impegno di Livrea 26, un progetto messo a punto in Sicilia e nato ispirandosi alle lance pantesche, antiche imbarcazioni a vela caratteristiche di Pantelleria, perla del Mediterraneo, che un tempo venivano costruite sull’isola dai mastri d’ascia con legno di gelso e pino marino. Autori di questa iniziativa davvero singolare sono Francesco Belvisi, designer siciliano, titolare di YAM, e Daniele Cevola Design Studio, che insieme hanno fondato Livrea Yacht Italia. Livrea 26 è anche il nome dell’imbarcazione. Il modello, presentato in occasione del Miami Boat Show, ha riscosso grande successo nel settore della nautica per le sue caratteristiche che prevedono la produzione con l’ausilio di una stampante 3D e l’utilizzo di materiali compositi realizzati nei laboratori di un’altra azienda italiana, la Windform. 21

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

L’intento del progetto Livrea è quello di sviluppare materiali innovativi nella nautica rivoluzionando il modo di concepire e costruire un’imbarcazione. 3D e materiali di ultima generazione si mettono a disposizione della creatività e sperimentazione dei progettisti anche nell’ambito della nautica. È la prima volta che la tecnologia di stampa 3D viene adottata nella produzione di varie componenti di un’imbarcazione e fa piacere sottolineare che questo primo step sia partito dalla Sicilia. Livrea 26 integra soluzioni stilistiche e allestimenti moderni che massimizzano le prestazioni e semL’aspetto estetico è stato supportato dalle importanti caratteristiche meccaniche di materiali solitamente impiegati per produzioni aerospaziali. -

to per la stampa tridimensionale, è stato brevettato dalla Windforme permette realizzazioni prima impensabili su elementi come il sandwich di tuga, sul timone, sul bompresso, ma anche sugli allestimenti interni, dove si possono creare geometrie complesse e impossibili con una lavorazione artigianale. Le mescole utilizzate per la stampa 3D sono composte da materiali di primissima scelta ed ultrarecarbonio, e rappresentano il meglio attualmente disponibile sul mercato per la fabbricazione additiva. Tra i primi in Europa, CRP Technology dal 1996 e materiali compositi Windform, brevettati da CRP Technology e a marchio registrato. Questi sono usati per la costruzione specializzata to aerospaziale. 1. Prototipo dell’imbarcazione Livrea 26

APPLICAZIONI DI STAMPA 3D

2. Carrozzeria di una moto da competizione prodotta con la tecnologia SLS e materiali compositi Windform CRP Tecnology

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

3.2 SCUOLE D’INGEGNERIA Nel campo dell’istruzione ingegneristica, i modelli te, per analizzare ed esplorare concetti meccanici. Molti di questi sono stati i modelli sostituiti oggi da rappresentazioni computazionali, ma le nuove tecnologie di prototipazione rapida possono ora 3D-Printing the History of Mechanisms riporta l’uso di RP per documentare, conservare, riprodurre e condividere in tre dimensioni, macchine storiche e meccanismi. Gli ingegneri Hod Lipson, Francis C. Moon, Jimmy Hai e Carlo Paventi della Cornell University School

of Mechanical and Aerospace Engineering di New York hanno riprodotto diversi meccanismi storici preassemblatiperfettamente funzionanti dalla Cornell Collection of ReuleauxKinematicModels, e resi disponibili come parte del nuovo museo on line del meccanismo (http://kmoddl.library.cornell.edu/model.php?m=reuleaux): non solo i visitatori possono leggere le descrizioni, guardare le foto e i video e interagire con simulazioni di macchine, ma possono anche scaricare e stampare in Ci si aspetta che questa nuova forma di conserva-

3-4. 3D-Printing the History of Mechanism, macchina storica e rispettiva replica realizzata con metodi additivi

APPLICAZIONI DI STAMPA 3D

3.3 ARCHITETTURA

Nell’architettura e nell‘edilizia si concretizza sempre più l’idea di casa stampata, grazie allo sviluppo bricazione a strati sviluppata dal Dr. Behrokh Khoshnevis della University of Southern California. tenziale per automatizzare la costruzione di intere strutture, così come sotto-componenti. Utilizzando questo processo, una casa singola o una colonia di case, ognuna con eventualmente un design diverso, possono essere costruite automaticamente in un unico passaggio, incorporando in ogni casa tutti i condotti per gli impianti elettrici, idraulici e di condizionamento d’aria.

5-6. Contour Rafting, installazione dei dispositivi stampanti con successiva costruzione �isica dell’edi�icio

I principali vantaggi del processo Contour Crafdi fabbricazione e la sostanziale diminuzione degli scarti di lavorazione nei cantieri. Le potenziali applicazioni di questa tecnologia za, a basso reddito e abitazioni commerciali.

dei pochi approcci possibili per le strutture edilizie sulla Luna e su Marte, indirizzate per la colonizza25

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

3.4 MEDICINA

AM per applicazioni mediche. EBM. Acronimo di Electron BeamMelting, fusione a fascio di elettroni, è una tecnologia messa a punto dall’azienda svedese Arcam e basata su un fascio concentrato e accelerato di elettroni che fonde la materia prima costituita da metallo in polvere. Gli oggetti, come avviene in tutte le tecniche di stampa additiva, vengono realizzati a strati che in questo caso sono di circa 0,1 millimetri. Il procedimento avviene sottovuoto con temperature di fusione comprese tra 700 e 1000° gradi. I modelli realizzati con questa tecnologia di stam-

rospaziale e biomedicale. Usando il Titanio come materia prima possono essere costruite anche protesi articolari biomedicali, strumenti di supporto per la chirurgia e per la sostituzione dentale). Combinando la scansione orale con la progettazione CAD / CAM e stampa 3D, i laboratori dentali possono con precisione e rapidità produrre corone, ponti, modelli in gesso e una gamma di apparecchi ortodontici.

particolarmente adatti in ambito aeronautico, ae7-8. Progetto di protesi dentali in ceramica con inserti in titanio asettico

APPLICAZIONI DI STAMPA 3D

3.5 ARTISTI, DESIGNER E MAKER 3D printing for artists, designers and makers di Stephen Hoskins, edita da Bloomsbury nel 2013, è un’interessante opera per i cultori e gli appassionati di stampa tridimensionale. Si spiega come le industrie creative si interfacciano direttamente con questa nuova tecnologia e come sta cambiando le pratiche di molti artisti e designer di tutto il mondo attraverso una selezione di casi studio di practioners leader nelle rispettive discipline. L’artista Jonathan Keep ha sempre utilizzato software per sviluppare nuove forme ceramiche.

Investigando sul codice numerico nascosto che sottende tutta la natura, ha sviluppato un processo di lavorazione in cui le forme di vasi sono scritti in un codice informatico. Questa informazione digitale è passata a una stampante 3D fai da te che ha adattato per la stampa in argilla con un estrusore ad ugello freddo. Strato dopo strato i vasi vengono stampati come ta e infornata in modo normale.

9. Jonathan Keep, Vaso con super�ici random realizzato con Processing (software open source) e Delta printer (stampante ceramica)

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

CAPITOLO 4

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA DI UN OGGETTO 3D

Disegnare per la stampa 3D è diverso rispetto a creare modelli per rendering o animazioni. Ci sono alcune regole di base che devono essere rispettate per far sì che il modello possa essere prodotto.

Questi dati vengono utilizzati da un algoritmo (slicing) per determinare le sezioni trasversali della forma tridimensionale.

per creare rendering e non per la stampa 3D: possono quindi generare oggetti a prima vista perfetti, ma le cui geometrie contengono errori.

4.1 PREREQUISITI DI STAMPA Di seguito sono presentati i prerequisiti da adottare durante la fase di progettazione in CAD per la corretta trasformazione dell’oggetto in un formato china RP. gulation Language).

in una serie di piccoli triangoli (facce). Ogni faccia è descritta da una direzione perpendicolare (normale) e da tre punti che rappresentano i vertici (angoli) del triangolo. 28

1. Poltrona le cui super�ici curve sono discretizzate in triangoli

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA

FACETTING

DIMENSIONI

Il Facetting, o faccettatura, è un errore dovuto tare il numero di triangoli ma cosi facendo si appesantisce il modello CAD ed il tempo necessario

Bisogna considerare le dimensioni massime d’ingombro dell’oggetto: base, altezza, profondità e la loro somma x+y+z. Ogni materiale ha una diversa dimensione massima stampabile, per alcuni materiali esiste anche una dimensione minima.

2. Remesh geodetico con 100, 300, 800 e 1500 punti

3. Limiti dello spazio di stampa rappresentato dagli spigoli del cubo

triangoli (mesh).

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

VOLUME Tutti gli oggetti devono avere un volume. Spesso disegnando per rendering o animazioni si crea-

dei fori. A volte insorgono dei problemi con intersezioni, estrusioni, fusioni.

la stampa 3D andremo a creare un oggetto solido, reale, che deve quindi avere uno spessore, anche minimo.

immaginiamo di stampare l’oggetto, dobbiamo immaginarlo come se i suoi volumi siano solidi, collegati tra loro. Per fare in modo che l’oggetto sia interamente solidale, esistono dei programmi, come MeshLab e Blender, in grado di rilevare la presenza di fori e di altri problemi e di correggerli automaticamente.

estruderle, così da ottenere dei solidi. Il volume è dato in cm³. La misurazione funziona se le normali sono orientate correttamente e se le mesh sono manifold. OGGETTI CHIUSI Terminato il disegno, la cosa più importante da ve-

NORMALI mali orientate nella giusta direzione.

4-5. Mesh chiusa e mesh aperta: si è in presenza di un foro nella mesh quando è possibile intravedere la geometria interna dell’oggetto attraverso di esso 6-7. Sulla sinistra è rappresentato un cubo con le normali che puntano tutte correttamente verso l’esterno, sulla destra uno dei triangoli mostra la sua super�icie interna verso l’esterno

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA

Se il modello contiene normali invertite non può essere stampato, perché è impossibile determinare quale sia il “dentro” e quale il “fuori” del modello. Per includere o meno le normali, le texture, i colori ei materiali in un modello stampato in 3D, è

avere uno spigolo in comune, allora il punto è nonmanifold. STAIRCASE

.obj e .mtl. MANIFOLD Gli oggetti manifold presentano delle geometrie esternamente e internamente senza “buchi”. Una mesh si dice non-manifold quando ha spigoli condivisi tra più di due facce. Gli errori possono riguardare:

Sul piano orizzontale si possono raggiungere precisioni di qualche decimo di millimetro. avere dettagli inferiori al millimetro.

- facce all’interno di un volume - punti doppi - spigoli - volumi separati uniti per uno spigolo o un punto

(cioè degli strati orizzontali) che possono variare da 0.15 a 0.3 millimetri. getto. Per questo motivo, se dobbiamo realizzare oggetti che si combinano o parti meccaniche è bene tenere presente queste informazioni e lasciare almeno un millimetro di “aria” tra gli elementi.

Ogni spigolo deve avere due sole facce adiacenti, non più e non meno. I punti devono appartenere a un’unica faccia. Quando due facce condividono un punto, senza

e non con slicing adattivo. La generazione dei supporti è un’operazione necessaria per sostenere le parti sporgenti del pezzo ed evitare fenomeni di distorsione.

8. Vertice e segmento non-manifold

9. Schema di differenziazione tra Normal slicing e Adaptive

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

CURL DISTORTION Quando la plastica, in caso di materiale termoplal’oggetto si deforma. Per questo motivo le stampanti sono dotate di un piano riscaldato che è tenuto a una temperatura costante di 80/90°C. È possibile intervenire sulla temperatura, ma a volte quest’accorgimento non basta. È possibile limitare i danni creando una struttura sotto all’oggetto evitando l’ancoraggio diretto sull’edel modello. mi automaticamente.

OVERHANG -

10. Curl distortion di un pro�ilo

gni sono stampabili perché la stampante deposita uno strato sopra l’altro e non è possibile depositare il materiale nel vuoto oppure superare un certo angolo critico. Ogni livello può sporgere di un poco rispetto al livello successivo, per questo motivo è possibile realizzare struttura a sbalzo con angoli non eccessivi. In realtà è possibile stampare anche un oggetto che abbia degli sbalzi o delle parti sporgenti. strutture di supporto alle parti sporgenti. Terminata la stampa, le strutture di supporto: tabili; • devono essere robuste per sostenere il peso proprio del modello; • devono aver richiesto un consumo ridotto diresina.

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA

11. Lâ&#x20AC;&#x2122;oggetto sulla sinistra Ă¨ idoneo alla stampa, diversamente da quello sulla destra per via del sottoquadro eccessivamente accentuato

12-13. Supporti stampati per realizzare le parti sottosquadra

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4.2 PARAMETRI DI STAMPA INFILL E INFILL PATTERNS Quando si sceglie il riempimento bisogna considerare: resistenza oggetto, tempo, materiali, peso e preferenze personali. Si può dedurre che un modello più complesso richiederà più mosse e può, quindi, richiedere più tempo e materiale. Possiamo decidere quanto riempire gli oggetti, esprime la percentuale di riempimento dell’oggetto I materiali di supporto possono essere costituiti da pattern a trama larga per sbriciolarsi al momento della rimozione. SHELL THICKNESS

SLICING

CAM (computer-aided manufacturing) di dati da inviare al calcolatore di gestione della macchina. Consiste nell’intersezione del modello, completo di supporti, con una serie di piani la cui normale è parallela alla direzione di costruzione, per ottenere le singole sezioni (Ds = 0,05 ÷ 0,5 mm). de, cioè le istruzioni inviate alla stampante che si traducono in movimenti o altre operazioni come forge, Slic3r, KISSlicer, Cura e MakerWare

SCELTA DEL MATERIALE

formato da più strati concentrici.

Una sostanza, chiamata copolimero, può essere aggiunta al polimero principale per migliorarne le caratteristiche, come ad esempio aumentare la travioletti degli oggetti stampati in 3D. I copolimeri partecipano alle reazioni chimiche che avvengono nella catena polimerica durante la realizzazione di un artefatto tramite processi addivi. Per concludere, si procede con la costruzione nuale del pezzo tramite l’esecuzione di un eventuale post-trattamento (cottura, trattamento ai raggi

quanto aree eccessivamente appuntite possono generare parti che sono troppo sottili per essere prodotte.

termiche, aerodinamiche o estetiche.

chiamata Shell. Questo parametro misura lo spessore delle pareti può essere stampata. Materiali diversi hanno minimi diversi per lo spessore delle pareti e se le dimensioni sono inferiori a quelle garantite per il materiale scelto, l’oggetto potrebbe risultare molto fragile o addirittura spezzarsi in fase di produzione. Se desideriamo una maggiore rigidità, possiamo

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA

14. Pattern con differenti percentuali di riempimento, dal 20%, 40%, 60% �ino all’80%

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15. Peter McCallion, Slicing di un’immagine in un �ile tridimensionale stampabile, 2012

PROCESSO E PARAMETRI DI STAMPA

16. Tabella dei materiali utilizzabili per la stampa 3D, tratta dal sito www.solidconcepts.com dellâ&#x20AC;&#x2122;omonima azienda che realizza stampe su ordinazione

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CAPITOLO 5

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA ALARE DI IMPIEGO NAUTICO

Presso l’università di Palermo è stata progettata e realizzata una vela alare di nuova generazione. Il progetto si svolge in tre fasi e coinvolge diverse discipline in collaborazione tra di loro.

Fase 1 Il progettista aerodinamico studia ed ela-

bora la forma della vela.

Fase 2 Il progettista meccanico studia la topolo-

gia ed elabora la struttura interna considerando le geometriche e i vincoli derivanti dagli studi aerodinamici.

Fase 3 Il designer acquisisce i dati precedente-

mente consolidati dagli ingegneri e propone l’uso di tecniche che rendono il progetto economico e nella produzione. COMPONENTI E MATERIALI Per la realizzazione degli elementi strutturali del prototipo della vela sono stati impiegati:

studiato al tessuto velico, le traverse delle centini e gli alberi secondari; - alluminio, per realizzare le boccole di collegamento tra centine e alberi, i puntali, l’albero principale, il boma che permette all’equipaggio di gestire ed anche per numerosi elementi di giunzione; - acciaio, per bulloni e spine. CONCEPT Il concept del mio progetto considera l’utilizzo di stampanti 3D per la realizzazione di nuove componenti della vela. La riprogettazione si è resa necessaria per risolvere alcuni inconvenienti riscontrati nella costruzione rale e nelle seguenti prove in acqua. In particolare: pezzi dovute alla composizione tramite saldatura

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

Flap Picco Picco

Flap

Flap Boma

1-2. Acquisizione dei dati CAD e delle speciďż˝iche della prima realizzazione

Centina

Boma

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3. Centina e ďż˝lap 4. Picco e boma 5. Boccole, stecche e traversa

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

delle parti dei componenti e quindi la necessità di manodopera specializzata e attrezzature industriali; durante il montaggio dell’intera struttura alare; - peso eccessivo della struttura. Individuati i punti deboli di questa prima prova e niche e dei nuovi materiali disponibili nella produzione avanzata, si individuano nella Stampa 3D le caratteristiche idonee al rinnovamento della vela. Infatti: manufatto nella sua interezza e integrità in un unico processo costruttivo (layer manufacturing); - consente di progettare componenti con forme e topologie complesse; - utilizza materiali polimerici e permette di rinmanufatto più rigido e leggero. Avvalendosi di metodi progettuali tipici della manifattura avanzata e della stampa tridimensionale si possono costruire strutture: robuste, leggere, facili da montare, producibili in tempi notevolmente ridotti tramite l’utilizzo di una sola macchina e con degli scarti di produzione minimi. FASI DI RIPROGETTAZIONE La riprogettazione comincia con la modellaziostampa con Blender.

re Solidworks nel formato .obj, della centina e del picco, concepiti secondo tecniche tradizionali di

produzione, comincia la riprogettazione attraverso l’uso congiunto di strumenti CAD/CAM avanzati. nenti appartenenti alle due generazioni dell’ala sono dovute all’impiego del nuovo sistema di produzione, per il quale è stato seguito il metodo progettuale adatto alla produzione additiva. 1. Costruzione del perimetro dei nuovi componenti sulla base dei dati CAD acquisiti, tramite curve aperte e planari, cioè segmenti che poggiano sullo stesso piano accostati ai vertici. 2. Chiusura delle curve aperte e raccordo nei punti di maggiore sollecitazione. per creare un volume chiuso. 4. Sottrazioni boleane nei punti di giunzione tra le componenti, considerando un margine tra una giuntura e l’altra, tale da diminuire l’attrito al momento dell’accoppiamento. 5. Sottrazioni boleane per creare i fori necessari all’ancoraggio tra le parti. Le nuove boccole sono riprogettate per agganciarsi con semplicità tra di loro e attorno all’albero tramite un’intersezione e l’inserimento di due perni in corrispondenza dei fori che coincideranno al momento dell’intersezione, evitando così il bisogno di saldature tra le giunzioni.

attraverso l’uso dei comandi che si trovano nella 41

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6-7. La centina e il picco ottimizzati del primo prototipo realizzato

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

8-9. La centina e il picco riprogettati

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

10. Le linee più spesse in nero rappresentano i bordi delle nuove componenti che rispettano i punti di contatto delle boccole di collegamento tra centine e alberi di partenza

sezione “3d print”, tramite i quali è possibile ese“Sharp edges” e le “Zero faces”. Queste ultime si possono riparare eliminandole e

zare gli .STL, ovvero le mesh. Questo permette di creare rappresentazioni 2D che imitano gli sketch progettuali da un modello 3D per rivelarne eventuali irregolarità ed imperfezioni attraverso un set di linee di rappresentazione chiamato “Freestyle”.

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

11-12. Dalla �igura si notano gli angoli convessi formati dai segmenti che de�iniscono il perimetro del pezzo preso in esame. Per via del suo funzionamento e delle forze che agiranno sull’oggetto, questi angoli devono essere sostituiti con degli archi, tali da evitare brusche fratture o snervature in quei punti 13-14. La super�icie sviluppata e il solido derivante dall’estrusione di quest’ultima In questa pagina: 15-16. Nelle due viste, frontale e dall’alto, sono mostrate in rosso le parti sottratte all’oggetto colorato di bianco

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

17. L’immagine mostra il funzionamento dell’aggancio tra le boccole e l’abero 18. In questo rendering è visibile un foro sulla super�icie del pezzo in prossimità del raccordo, questo difetto è stato risolto scegliendo un angolo di raccordo minore 19. Il rendering ha reso visibile un difetto della mesh del picco dovuto ad alcuni segmenti non debitamente collegati tra di loro che hanno subito una distorsione durante l’estrusione

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

20. Tramite il comando Check all è stato subito individuato il difetto Non-manifold edge

LA PROTOTIPAZIONE

La prototipazione consiste nella realizzazione di un modello in scala 1:5, in tempi rapidi tramite

200 x 200 mm e successivo posizionamento dell’og-

9. Importazione dei dati con le eventuali riparazio-

11. Inserimento dei parametri: pattern, percentua-

tando le dimensioni dello spazio di stampa 200 x

12. Slicing e generazione di eventuali supporti.

tramite il comando “lascia cadere”.

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

21-22. Gli oggetti in �igura sono centrati e poggiati sulla super�icie di stampa

RIPROGETTAZIONE DI UNA VELA

23. Effettuato lo slicing la rappresentazione dell’oggetto cambia e al posto del solido vengono mostrati i movimenti sotto forma di curve che la macchina RP effettuerà per de�inire i vari strati. In questo caso, l’estrusore riempirà l’oggetto con un pattern retto lineare con una percentuale dell’80% della super�icie totale 24. Essendo presenti nell’oggetto super�ici sottosquadra dovute alla topologia degli agganci progettati per le boccole, è necessario inserire dei supporti per i quali è stata scelta una trama a nido d’ape con una percentuale del 20% per facilitarne l’asportazione 25. Modello della stampante 3D Prusa i3

Creati dei modelli CAD in formato .STL di forme topologicamente adatte alla realizzazione layer by sica tramite un modello di stampante 3d fai da te che usa il processo di fused deposition modelling per la prototipazione rapida dei progetti CAD. La stampante 3d Prusa i3 progettata dall’omonimo Josef Prusa è costituita da guide su cui scorre, tramite un meccanismo di cinghie e pulegge, un estrusore nelle direzioni dello spazio bidimensiocie di stampa) anch’esso mobile che rappresenta la profondità, cioè la terza dimensione. Terminato uno strato, l’estrusore si alza in direzione z, che rappresenta l’altezza, tramite due barre

Una volta calibrata, la stampante è pronta all’uso e si può procedere riscaldando l’ugello alla temperaRaggiunta la temperatura, l’estrusore si muove e detto “Hot end” e depositando il primo strato sulla ra) immediatamente sotto l’ugello. vamente vengono riempiti con il pattern scelto, i supporti seguiranno lo stesso procedimento e da getto. Una volta terminato, è possibile rimuovere i supstruire il prototipo.

MANIFATTURA AVANZATA E STAMPA 3D

26-27. Nellâ&#x20AC;&#x2122;immagine si nota il pattern rettilineo del 70% della superďż˝icie scelto per la stampa del picco

28-29. Strati iniziali e avanzati di stampa tridimensionale

CONCLUSIONI

Il metodo di prototipazione descritto nella mia tesi a controllistiche avanzate open source. Con questo metodo il progettista diventa autore del processo industriale per tutta la sua durata come ne si avvale di strumenti e regole per la buona realizzazione di una seduta nella teoria e nella pratica. In sostanza il contemporaneo fabber (abbreviazione di “fabbricatore digitale”):

database e archivi analogici e digitali; - Sintetizza essenzialmente tramite la digitalizzazione i processi tradizionali artigianali e industriali di progettazione e produzione e ne rielabora empiricamente gli algoritmi ed euristicamente i risultati; - Condivide attraverso un network internazionale di scambio e conoscenza., acquisendo feedback relativi al suo operato fondato sull’azione locale; - Si pone in antitesi ad una società iperspecializzata, imparando a farsi da se quel che gli serve, emancipandosi così dal consumismo e avvicinandosi alla funzionalità e al ciclo di vita sostenibile di un prodotto.

SITI DI RIFERIMENTO E BIBLIOGRAFIA

- www.keep-art.co.uk - www.solidconcepts.com - www.prote.in - www.stratasys.com - www.gds.it - www.vectorealism.com - www.localmotors.com - www.zoybar.net - www.crptechnology.eu

- J端rgen Gausemeier, of Additive Manufacturing, Direct Manufacturing Research Center, University of Paderborn, Paderborn, Germania, 2011 - Evan Malone, Hod Lipson, Personal Desktop Fabricator Kit, Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA, 2007 - Neil Gershenfeld, Your Desktop-from Personal Computers to Personal Fabrication, Basic Books, New York, 2005 -Hod Lipson, Francis C. Moon, Jimmy Hai, Carlo Paventi, 3D-Printing the History of Mechanisms, School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA, 2004 - Hod Lipson, Evolutionary Robotics and OpenEnded Design Automation, Cornell University, Ithaca, NY, USA, 2005 - Stephen Hoskins, 3D printing for Artists, Designers and Makers, Bloomsbury, Londra, 2013 - Ottimizzazione di una vela alare di impiego nautico, tesi di laurea di Antonio Saporito, studente laureando in Ingegneria Meccanica 2013/2014

RINGRAZIAMENTI punto di riferimento importante durante questi anni accademici. Ringrazio il professore Mancuso per essere stato una valida guida durante la stesura della tesi e la progettazione. Inoltre, ringrazio tutti gli amici che mi hanno sostenuto e sopportato ;)