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.
Nuove parti per Harley Davidson V-ROD
Per una moto di prossima pubblicazione, ovvero una Harley Davidson V-ROD di un nostro cliente da noi di GIVEN motodesign, specializzati in moto custom, abbiamo realizzato alcune parti sostitutive a quelle originali ed altre aggiuntive. Le immagini sotto illustrano il nuovo supporto per il tomtom in ABS, il porta-targa sempre in ABS, verniciati entrambi. Il supporto airbox in alluminio anodizzato e le staffe in acciaio tagliato a laser.
CNC
Le macchine CNC (Computer Numerical Control) sono la nostra attività principale di prototipazione. Abbiamo oltre 30 unità di macchine CNC ad alta precisione in diverse dimensioni della piattaforma di lavoro. Questi macchinari vengono principalmente utilizzati per esportare materiale e creare oggetti di qualsiasi tipo, dal tavolino di design a componenti meccanici di alta precisione. Si parte da un blocco di materiale grezzo che, attraverso una fresa, asporta materiale fino all’ottenimento dell’oggetto finito. Sono ottime da utilizzare in pre-serie, poiché si lavora su files 3D che nascono per una produzione di serie, quindi già esenti da difetti di forma. Offriamo diversi tipi di materiali: plastici e metallici.Oltre le macchine CNC a 3 assi sono disponibili anche quelle a 5 assi. SUPER3D supporta la fase dello sviluppo del progetto mediante il processo della prototipazione rapida con tecnologia CNC, in quanto è estremamente veloce, versatile ed economica.
CARBONIO E FIBRA DI VETRO
Le fibre in Vetro e Carbonio rappresentano uno standard in numerosi settori, in particolare il settore automotive fa largo uso di questi materiali. La lavorazione di queste due fibre è un servizio offerto da SUPER3D.La produzione di componenti in vetroresina o fibra di carbonio parte dalla realizzazione di uno stampo in alluminio o acciaio creato sulla base del vostro file di origine (in caso di necessità di modellazione 3D noi siamo più che disponibili ad aiutarvi). In questo stampo vengono introdotti i materiali della fibra di carbonio che verranno saldati tra loro grazie al vuoto. In seguito a queste operazioni i vostri prototipi saranno pronti per la spedizione.
Caso studio Victory Hammer DNT Racing
In questa sezione del sito vogliamo presentare un esempio di prototipazione seguita da noi in tutte le sue fasi, dalla modellazione 3D alla realizzazione delle parti del prototipo, alla finitura dei pezzi. In questo caso studio, il cliente (DNT Racing) necessitava di un prototipo in alluminio ricavato dal pieno con le nostre macchine a controllo numerico, in particolare dei coperchi per il filtro dell’aria e un nuovo codino di una moto, una Victory Hammer. Per questa moto, DNT Racing ha deciso di realizzare un kit Plug&Play per la sostituzione della coda originale. Per questo lavoro, noi di Given Moto Design, dopo aver concordato il design dei prototipi con il cliente, siamo immediatamente partiti con la modellazione 3D. Terminata la fase di modellazione grafica, i file dei prototipi sono stati inviati direttamente alle frese CNC, che con l’assistenza di un operatore hanno dato vita ai prototipi a partire da un blocco di alluminio. Nel giro di pochi giorni i prototipi sono arrivati presso la nostra azienda e non hanno necessitato di alcuna lavorazione, se non una finitura che è stata effettuata direttamente da noi; in questo caso DNT Racing ha optato per una sabbiatura e nichelatura. I prototipi, una volta terminati sono stati montati sulla moto e non hanno necessitato di alcuna modifica. Per la realizzazione completa del kit Victory, abbiamo creato (oltre ai prototipi in alluminio ricavati dal pieno) dei prototipi in plastica con la tecnica della stampa 3D. I prototipi da noi stampati erano parti funzionali al sostegno e contenimento di parti elettroniche, come la strumentazione della moto (contagiri e tachimetro) ed il faretto a LED posteriore. I prototipi realizzati in stampa 3D, sono stati rifiniti come la carrozzeria della moto, hanno quindi subito dei processi di sabbiatura e verniciatura. I prototipi in alluminio hanno richiesto dei tempi di lavorazione piuttosto brevi, nel giro di 6 giorni dall’ invio dei file le parti sono tornate in azienda pronte per essere rifinite. I prototipi in PLA stampati tridimensionalmente sono stati realizzati nell’ arco di una giornata. Questo processo di prototipazione rapida ha permesso a DNT Racing di esporre al salone di Zurigo 2015 il prototipo di un kit coda per la Victory Hammer di alta qualità in tempi brevi.