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- ELETTRONICA OGGI 440 - OTTOBRE 2014
TECH INSIGHT
3D
differenti strati di materiali e variamente colorate all’esterno.
Texas Instruments
ha ideato la tecnologia DLP, Digital Light
Processing, e l’ha perfezionata in modo da poter essere uti-
lizzata per la prototipazione 3D sia nella scansione sia nella
riproduzione. La scansione viene fatta illuminando in sequen-
za lo spazio visibile con impulsi di luce che lo percorrono
completamente e producono altrettanti impulsi riflessi distorti.
Analizzando la distorsione introdotta negli impulsi con una ca-
mera di fotodiodi, si può rivelare la forma dell’oggetto scansio-
nato usando opportuni algoritmi di triangolazione e con una
risoluzione dell’ordine del micron nelle tre dimensioni. Nella
fase di stampa, la tecnologia DLP consente di illuminare punto
per punto, come si fa per i pixel di un display, uno strato oriz-
zontale di polimero liquido, allo scopo di indurirlo immediata-
mente e permettere la deposizione al di sopra di un ulteriore
strato, che a sua volta viene illuminato e indurito, continuando
poi successivamente su tutti gli strati fino a formare l’intero og-
getto. La semplicità di configurazione dei microspecchi DMD
che indirizzano i fasci DLP è il valore aggiunto che ne consente
l’uso sincronizzato per scansionare e stampare gli oggetti in
tempo reale, anche attraverso collegamenti remoti su lunghe
distanze.
3D per tutti
Fab@Home è la prima stampante 3D che esce dagli ambienti
scientifici industriali per proporsi al pubblico.
La tecnologia è stata concepita alla
Cornell University
nei
pressi di New York e presentata nel 2006 come architettura
hardware aperta. Da allora si è creata una community di svi-
luppatori che l’hanno promossa al punto di farla preferire in
molti piccoli impianti per la fabbricazione di sensori, attuatori,
batterie e componenti medicali. In pratica, utilizza un telaio di
20x20x20 cm nel quale si muovono più siringhe alla velocità
di 10 mm/s depositando liquidi, paste o gel con risoluzione di
25 micron. Sono molte le sostanze applicabili con le siringhe e,
per esempio, resine epossidiche, silicone, polveri metalliche,
gel a base cellulare e persino cioccolato e formaggio. Invero,
la flessibilità della tecnologia è un vantaggio che ne moltiplica
le opportunità applicative.
Il progetto RepRap, o Replicating Rapid Prototyper, è basato
su un’architettura Free and Open Source Software (FOSS) che
potrebbe rendere popolare l’uso delle tecnologie di prototi-
pazione 3D. In pratica è un progetto avviato alla
University
of Bath
, in Inghilterra, per la realizzazione di una stampante
3D estremamente versatile e capace di riprodurre anche tutti
i componenti con cui è co-
struita in modo tale da po-
tersi autoreplicare. A oggi
ne sono già state realizzate
tre versioni ossia Darwin
del 2007, Mendel del 2009 e
Huxley del 2010 e sono tutte
in grado di realizzare com-
ponenti in 3D per estrusione
di metallo fuso o deposizio-
ne di polimeri termoplastici.
Inoltre, usando leghe metal-
liche a basso punto di fusio-
ne o polimeri riempiti d’ar-
gento e aggiungendo fili di
rame srotolati da una bobi-
na, la macchina può anche
costruire tutti i componenti
elettronici che la compon-
gono. Le sostanze vengono
deposte strato per strato da
ugelli montati su un’impal-
catura che li muove, guidata
da un software CAD-CAM,
anch’esso dotato di sottoprogrammi che gli consentono di au-
toreplicarsi. L’elettronica di comando è basta sulla piattaforma
hardware open source Arduino, che consente anche l’aggior-
namento delle caratteristiche e quindi l’aggiunta di nuove fun-
zionalità.
Il
Team Kent’s Strapper
, composto da alcuni giovani ricerca-
tori di Firenze, ha realizzato la Galileo 3D sfruttando l’imposta-
zione della RepRap Prusa, una variante del modello Mendel,
e introducendo sostanziali miglioramenti alla movimentazione
dell’ugello di stampa, che permettono di ottenere un’area di
lavoro maggiore con un numero nettamente inferiore dei com-
ponenti e quindi minori costi di realizzazione.
Q
Riferimento sul programma di stampa in 3D degli alimenti fi-
nanziato dalla Nasa
feature_3d_food.html
Fig. 6 – Il Kent’s Strapper Team di
Firenze ha sviluppato e realizzato la
stampante Galileo 3D sfruttando la
tecnologia autoreplicante RepRap
Fig. 5 – Fab@Home è una tecnologia di stampa 3D con un’architettura
hardware aperta orientata al libero mercato ed è caratterizzata da
un’ampia versatilità di utilizzo
