Le macchine CNC sono macchine utensili i cui movimenti vengono controllati da un dispositivo elettronico integrato nella macchina detto controllo numerico. I movimenti e le funzioni di queste macchine sono prestabiliti, ovvero vengono pre-impostati a tavolino attraverso dei software specifici. Queste caratteristiche le rendono ottime per svolgere lavorazioni ad alta precisione che richiedono lunghi tempi di lavorazione, ma impediscono alla macchina di interagire con l’ambiente esterno autonomamente in caso di collisioni o imprevisti. Per questo motivo devono essere controllate da un operatore, il quale ha il compito di impostare il programma, preparare i grezzi da lavorare e intervenire in caso di problemi o correzioni nella lavorazione. In parole povere, questi macchinari vengono principalmente utilizzati per esportare materiale e creare oggetti di qualsiasi tipo, dal tavolino di design a componenti meccanici di alta precisione. Quindi si parte da un blocco di materiale grezzo, e attraverso un utensile, come ad’esempio una fresa, si asporta materiale fino all’ottenimento dell’oggetto finito. Queste macchine sono molto diffuse nelle lavorazioni industriali per la loro capacità di lavorare tantissimi materiali come: legno, ferro, plastica, poliuretani, polistirolo EPS ed XPS, metalli leggeri, tanto altro.. Praticamente, puoi lavorare tutti i materiali. Basta trovare la macchina con la tecnologia più adatta. COSA SIGNIFICA CNC Ti sarai sicuramente chiesto cosa voglia dire CNC… L’acronimo sta per “Computer Numerical Control” e significa che un dispositivo elettronico interno, si occupa di comandare i movimenti e le funzioni della macchina durante la lavorazione, tutto questo a seconda di un ben definito programma di lavoro. I numeri generati sono convertiti in coordinate di un grafico a 3 dimensioni XYZ che vengono inviate alla macchina, ed è grazie a queste che la macchina riesce a capire dove posizionarsi esattamente, muovendo i suoi assi con movimenti precisi, e replicando il disegno o il percorso importato. MACCHINE CNC CLASSICHE E INNOVATIVE Come abbiamo già accennato, il panorama delle macchine CNC è enormemente vasto, ci sono tecnologie diverse a seconda della lavorazione o del materiale che si vuole lavorare. Le foratrici CNC, Il tornio CNC, Le fresatrici CNC. Questi tre tipi di macchine sfruttano la tecnologia a controllo numerico e la applicano a principi di lavorazione diversi. La foratrice CNC si occupa di forare un materiale attraverso la rotazione di una punta perforante, la quale entra in contatto con un blocco statico e lo fora. Il tornio CNC sfrutta il principio inverso rispetto alla foratrice, ovvero il materiale da lavorare viene fatto roteare contro l’utensile, il quale rimane fisso. La fresatrice CNC è la macchina a controllo numerico più comune ed utilizzata a livello industriale e artigianale. Le frese modellano il materiale che viene fissato al piano di lavoro e tramite la rotazione dell’utensile ad alti giri asportano il materiale in eccesso. Le fresatrici sono in grado di realizzare incisioni, sculture opere d’arte e lavorazioni di altissima precisione. Le migliori macchine CNC, arrivano a una precisione di un decimillesimo di millimetro (100 nanometri). Oltre a queste 3 applicazioni “classiche”, il controllo numerico viene applicato a tantissimi altri tipi di macchine con tecnologie e impieghi diversi. Tra le applicazioni con tecnologie alternative più comuni sono: Taglio laser CNC Taglio plasma CNC Macchine a getto d’acqua Macchine taglio filo caldo ecc. L’universo delle macchine a controllo numerico non è composto solamente da macchinari, tecnologie e componenti meccaniche, ma anche da un componenti software, ovvero: i software CAM e i software CAD. I software CAD (Computer Aided Design) sono programmi che si utilizzano per eseguire disegni tecnici direttamente a computer. Questi software hanno gradualmente sostituito il disegno manuale e permettono di generare il progetto che dovrà essere realizzato dalla macchina CNC. Riassumendo, prima si crea a computer il progetto o il disegno in 2D/3D dell’oggetto (CAD), poi si importerà il file generato nel programma CAM,il quale sarà in grado di tradurre e definire i movimenti che dovranno essere compiuti dagli assi e dall’utensile.
Il padre della stampante 3D, Charles W. Hull
Il mercato delle fotocamere 3D professionali raggiungerà i 4100 milioni di euro nel 2020
Il mercato delle fotocamere 3D continuerà a crescere ad un ritmo eccezionale fino al 2020, a seguito della domanda dei paesi asiatici e dell’espansione della realtà virtuale e di nuove forme di intrattenimento. Secondo uno studio condotto da A llied Market Research , il valore di mercato delle telecamere 3D professionali raggiungerà i 4100 milioni di euro nel 2020, il che, se realizzato, significherebbe una crescita annuale del 34,6% nel periodo che inizia nel 2015 e termina in quella data. Le fonti di crescita del mercato arriveranno in diversi modi e ragioni. Innanzitutto, il calo dei prezzi. Oggigiorno, la registrazione in 3D di grande qualità è molto costosa, ma la democratizzazione, anche nel mercato professionale, avrà grandi effetti a lungo termine. D’altra parte, l’espansione della realtà virtuale tra il pubblico e lo sviluppo del settore richiederà un nuovo hardware, che sarà distribuito a un ritmo molto più elevato di quello attuale. Gli occhiali sono l’elemento più odiato nel cinema 3D. D’altra parte, la regione Asia-Pacifico presenta una grande opportunità commerciale, e cioè che solo in Cina esiste un quarto degli schermi 3D globali . Sebbene la moda delle TV 3D abbia avuto una vita migliore in Europa e in America, il consumo in quei paesi guiderà la creazione di contenuti per grandi produzioni, ma anche a livello amatoriale che richiedono una grande qualità, come è successo nel mercato delle fotocamere reflex digitali, che nonostante sia focalizzato su settori semi-professionali. Entro il 2020, si prevede che il 30% delle vendite nelle tecnologie di imaging avvenga nelle telecamere 3D. Come oggi, molte di queste fotocamere non saranno dedicate, ma fotografiche o video con tecnologia di acquisizione 3D integrata. Un altro settore in cui sarà particolarmente utile pur avendo un grande risparmio sui costi sarà la modellizzazione , che trarrà beneficio da un riconoscimento molto più rapido ed economico dei moduli.
L’Artigianato e il Design digitale si uniscono per generare modelli incredibili
Anoma , diretto dall’artista indiana Ruchika Grover , è uno studio di design che esplora il potenziale della pietra naturale. Le sue superfici, sculture e installazioni sono create attraverso un processo unico che unisce la produzione digitale e l’artigianato tradizionale. In generale, Grover inizia illustrando concetti di base su carta, ispirati a forme e trame naturali. Ad esempio, la collezione di superfici “Fogliame” evidenzia i motivi delle strisce che sono normalmente trascurati sui fogli. Durante la sua concettualizzazione, furono preselezionate sei specie di piante – il Bodhi, l’Acero, il Monstera, la Betulla, l’Elmo e il Giglio -, mappando le loro foglie tridimensionalmente nello studio. Quindi, informato da ampi studi botanici, Grover ha interpretato le reti venose naturali in schemi sottili, espandendole considerevolmente per evidenziarle. Una volta che il disegno bidimensionale prende forma, il processo passa alla modellazione assistita da computer dove vengono determinate misure precise e vengono aggiunti dettagli complessi; le linee sono estruse e assegnate a diverse altezze e profondità e i loro bordi sono smussati. Successivamente, vengono sviluppati prototipi diversi per un periodo da quattro a sei mesi, in base a una gamma di modelli (profondità e dimensioni variabili), materiali (calcare, granito e marmo, ecc.) E strumenti. Ciò implica che le dimensioni vengono tradotte in direttive di produzione e inviate a una fresatrice computerizzata. Dopo aver posizionato e tenuto la pietra di base sulla piattaforma della macchina a controllo numerico, uno strumento rotante cilindrico esegue operazioni di taglio e perforazione secondo le direttive inserite. L’utensile da taglio, con punta in diamante o in metallo duro, può muoversi su più assi, mentre la pietra di base si sposta anche attraverso il “piano di fresatura” in diverse direzioni. Essendo un processo che genera molto calore, una certa quantità di acqua riciclata circola per regolare la temperatura dell’utensile da taglio e della pietra base. Ciò aiuta a prevenire una rapida usura dell’utensile e un’espansione termica indesiderata della pietra. Il processo, tuttavia, non finisce qui: le superfici sono infine rifinite a mano. Abili artigiani scolpiscono intricate trame nella pietra usando una varietà di tecniche: scheggiatura, levigatura e granigliatura. Quest’ultimo passaggio aiuta ad aggiungere un tocco “umano” a un prodotto che è prevalentemente fabbricato digitalmente, personalizzate su una varietà di scale e tipologie.
CR&S DUU
Oggi vi mostriamo delle parti realizzate su misura per una CR&S DUU. Tutti i componenti sono stati realizzati perfettamente in alluminio ed acciaio inox grazie alle nostre tecnologie di taglio laser e CNC. Completa il tutto il trattamento di anodizzazione (nera e grigia) eseguita su tutte le parti in alluminio. Di seguito le immagini dei singoli pezzi, ora non resta che vedere l’effetto finale!
PROTOTIPAZIONE: VANTAGGI E SVANTAGGI
La prototipazione è un insieme di tecniche industriali volte alla realizzazione fisica di un oggetto. Esso viene progettato, realizzato, testato ed eventualmente rivisto e rimodellato con lo scopo di ottenere un risultato finale verosimile, in modo tale da poter passare poi alla produzione effettiva del pezzo. Il prototipo, quindi, è il modello originale o il primo esemplare di un manufatto, rispetto a una sequenza di eguali o similari realizzazioni successive. Normalmente è costruito in modo artigianale e in scala 1:1, sul prototipo verranno effettuati collaudi, modifiche e perfezionamenti parallelamente alla progettazione, fino al prototipo definitivo, da avviare alla produzione in serie. Non per tutti i progetti è fattibile sviluppare un prototipo ma, nella stragrande maggioranza dei casi, lo sviluppo del prototipo potrebbe rivelarsi incredibilmente vantaggioso e determinante. Bisogna tener ben presente che i prototipi sono stati alla base di invenzioni e dell’avanzamento tecnologico. Vediamo ora una scaletta degli step da eseguire e in quale fase di questi si colloca la prototipazione: DOMANDA DEL CLIENTE ANALISI DELLA DOMANDA PROGETTAZIONE Brainstorming Ricerca Realizzazione dei bozzetti di studio Creazione di diversi tipi di prototipi basati sui bozzetti prodotti. TEST OPINIONE DEL CLIENTE CON CONSIDERAZIONI FINALI SVILUPPO Analizziamo ora i benefici e gli svantaggi della prototipazione. I BENEFICI -Riduzione del tempo e dei costi. Purtroppo c’è la credenza secondo cui non si possa ricorrere alla prototipazione nel caso di progetti con una deadline molto stretta e tassativa. Fortunatamente, grazie alla stampa 3D, si è riusciti a far ricredere coloro che la pensavano in questo modo: prototipare tramite la stampante 3D non rallenta i tempi di studio del progetto, anzi, è risultato essere uno dei metodi di prototipazione più veloci ed economici. Grazie a ciò, il cliente ha la possibilità di anticipare costi esosi o il possibile bisogno di modifiche, ma può anche individuare per tempo errori o potenziali disastri. Un prototipo ben costruito garantisce qualità e durevolezza all’oggetto nel corso del tempo. -Riesce a far sentire il cliente parte integrante del team. Molti clienti vogliono essere coinvolti anche nelle dinamiche più difficili e complicate del progetto. La prototipazione favorisce il lavoro di squadra permettendo al cliente di essere presente durante tutte le fasi del progetto, a quel punto non è importante che egli abbia esperienza nel mondo del design e della progettazione, la prototipazione riesce ad unire gli ambiti più diversi. Grazie alla prototipazione il cliente può dare un feedback immediato, richiedere cambiamenti o modifiche tecniche. Il ruolo fondamentale del prototipo è quello di evitare fraintendimenti o errori di comunicazione durante il processo di sviluppo. GLI SVANTAGGI -Analisi insufficiente Spesso si riscontrano svantaggi nel caso in cui la progettazione è stata o insufficiente o superficiale. Concentrarsi solo su determinati meccanismi o dettagli non è mai la soluzione più ottimale perché, lavorando in questo modo, l’oggetto non viene analizzato e sviluppato nel suo insieme, perdendo così di vista lo scopo per cui è stato ideato. In un ipotetico scenario finale si avrebbero poche informazioni, uno stallo del prototipo e della progettazione con conseguente scarsa qualità. -Non fattibilità di sviluppo. Come è stato detto all’ inizio, non per tutti i progetti è fattibile la prototipazione, un motivo potrebbe essere la dimensione dell’oggetto. La prototipazione (soprattutto quella rapida) non è molto adatta allo sviluppo di oggetti di grandi dimensioni. Certo, si possono sempre trovare soluzioni alternative, come ad esempio suddividere l’oggetto in diverse parti e svilupparle singolarmente, per poi andare a ricostruire l’oggetto intero (vedi la vite) , ma questo potrebbe pesare molto sul team e soprattutto potrebbe far aumentare i costi ed i tempi di realizzazione. CONCLUSIONI È un dovere ricorrere alla prototipazione nel caso in cui i progetti richiedano un continuo feedback e molte rivisitazioni. Il prototipo è la linea guida dell’intero progetto, e del suo eventuale successo.
Una vite… ad altezza umana.
Noi di SUPER3D abbiamo realizzato per l’azienda EJOT un prototipo alquanto insolito, si tratta di una vite dalle dimensioni mai viste, la cui altezza è di 1,60 m per 290 kg di peso. Questo progetto è servito all’azienda per battere un record mondiale di sollevamento, e direi che siamo riusciti a soddisfare le aspettative del cliente sia dal punto di vista del peso raggiunto (max 300 kg) sia dal punto di vista dell’estetica finale. Come primo step abbiamo anzitutto svolto uno studio di progettazione ed engineering. E’ un passaggio obbligatorio ma fondamentale in quanto permette di valutare al meglio le possibili procedure da effettuare per la realizzazione di un prototipo; soprattutto se, come in questo caso, sono richieste molte lavorazioni e molti procedimenti. L’approccio cambia a seconda del progetto che si ha davanti, nel nostro caso ci ha consentito di valutare una realizzazione tramite un mix di tecniche e materiali. L’anima della vite è composta da un blocco di alluminio saldato, sulla cui superficie sono state incollate delle stampe 3D che sono andate a ricostruire l’aspetto esteriore della vite. Queste parti esterne sono state stampate in PLA da noi “in casa” dove, dopo alcune settimane di stampa, sono state carteggiate, incollate all’alluminio, stuccate ed infine verniciate. Durante la fase di assemblaggio e costruzione della vite, un continuo monitoraggio del peso ci ha permesso di tenere sotto controllo la vite, confermando però gli studi di engineering effettuati in precedenza. Lo stesso procedimento è stato svolto per il carrello, le travi di acciaio sono state saldate tra di loro (in modo da poter fungere sia da sostegno alla vite che da trasporto) e successivamente verniciate di rosso. Ecco di seguito delle immagini che illustrano i vari passaggi svolti per la realizzazione del prototipo. Continuate a seguirci e a rimanere aggiornati, un progetto simile ( se non addirittura più bizzarro) potrebbe bussare alla nostra porta da un momento all’altro.
Una mascherina per un gruppo ottico anteriore moto
Qui di seguito vi mostriamo alcune foto di una mascherina realizzata per una moto da noi a Given in alluminio anodizzato e ABS. Per chi non lo sapesse, l’alluminio Anodizzato è un materiale duro, non reattivo, antiaderente, antigraffio e facile da pulire. Per quel che riguarda l’ABS è noto per le sue eccezionali proprietà meccaniche (rigidezza, resistenza al calore, resistenza agli urti ecc.); insomma ottimi materiali scelti per la nostra mascherina che andremo a mettere in evidenza facendo emergere una luce LED che verrà inserita all’interno.
Stampo per vetroresina in ABS tramite CNC
Abbiamo realizzato per Casellamoto degli stampi per vetroresina in ABS solido,da notare le linee pulite e precise dell’asportazione del materiale grazie alla grande precisione geometrica che offre la lavorazione in CNC. Di seguito vi sono delle foto del lavoro finito.
Alluminio CNC
Qui di seguito siamo lieti di mostrarvi dei nuovi pezzi in realizzati in alluminio tramite lavorazione CNC.