Presentazione
Il desiderio di creare la mia impresa basata sulla Fabbricazione Digitale mediante la Manifattura Additiva parte da lontano.
Mi ha sempre affascinato l’idea che ciò che trovo nei negozi o visitando un museo potesse essere riprodotto nei minimi dettagli.
Il tutto con un attento sguardo a ciò che afferisce il basso impatto ambientale, la riduzione al minimo degli scarti di produzione e alla possibilità di poter toccare oggetti che, spesso, è consentito solo osservare, come ad esempio i beni archeologici, i grandi capolavori dell’arte e delle invenzioni.
Ho quindi indirizzato e perfezionato la mia formazione nei settori specifici della Riproduzione, della Manifattura Additiva, rivolgendo anche particolare attenzione alla valorizzazione dei beni culturali.
Grazie al mio percorso di formazione ho potuto acquisire un ventaglio di competenze funzionali alla capacità di utilizzo di macchinari e attrezzature altamente avanzate per la gestione dei processi di scansione, modellazione e stampa 3D.
3DigitalTech S.r.l.
Nasce così nel mese di giugno 2020, 3Digitaltech S.r.l.s.
L’idea imprenditoriale riguarda la creazione di una micro-impresa che, partendo dall’analisi delle best technologies disponibili, possa realizzare prototipi e produzioni su piccola, media scala di oggetti tridimensionali (di seguito 3D) ottenuti con la tecnologia delle stampe 3D con polimeri altamente performanti e a ridotto impatto ambientale e, laddove utilizzabili e rispettosi delle specifiche tecniche fornite dai clienti, anche di polimeri riciclati al 100%.
La micro impresa svolge sia attività di ricerca continua rispetto ai migliori materiali da impiegare, sia di attività di sperimentazione di nuovi materiali, ottenuti da progetti collegati all’ambito di ricerca della economia circolare (utilizzando polimeri ottenuti da rifiuti e scarti di produzione biodegradabili).
Presentazione del Progetto
“La Fabbricazione Digitale mediante la Manifattura Additiva. Fotogrammetria – Scansione e Stampa 3D”.
Il Progetto, realizzato con l’Istituto d’Istruzione Superiore Statale Antonio Pacinotti di Scafati (Sa), si inserisce nell’ambito delle attività relative ai Percorsi per le Competenze Trasversali e per l’Orientamento di cui alle relative Linee guida approvate con Decreto del Ministro dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca n.774 del 04.09.2019.
L’obbiettivo del progetto è stato quello di illustrare l’intero processo finalizzato alla realizzazione di oggetti attraverso la manifattura additiva, partendo dalle attività di rilievo tridimensionale quali Fotogrammetria e Scanner, con annessi software di analisi dei file, fino allo studio delle diverse tecnologie di Stampa 3D (FDM – SLA – SLS).
Durante il corso sono stati affrontati in maniera dettagliata gli aspetti salienti dell’intero processo tecnologico, con lo studio dei software di gestione dei relativi macchinari, con l’approfondimento dei relativi comandi, delle metodologie di esportazione dei file nei formati necessari per la Stampa 3D, e dei software slicer per la preparazione dei file per la Stampa 3D.
Il raggiungimento del suddetto obiettivo è stato garantito attraverso l’acquisizione degli elementi di base delle tecnologie di rilievo tridimensionale e attraverso la realizzazione di stampe 3D.
In particolar modo sono state trattate le seguenti tematiche:
- Tipologie di Scanner.
- Scanner EinScan – SP: Fixed Scan, Automatic Scan, Software EinScan.
- Fotogrammetria Tridimensionale.
- Acquisizione fotogrammetrica.
- Software 3DF Zephyr Pro (elaborazione tridimensionale delle foto).
- Tecnologia di Stampa 3D Fused Deposition Modeling (FDM).
- Tecnologia di Stampa 3D Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS).
- Tecnologia di Stampa 3D StereoLithography Apparatus (SLA).
- Conservazione e post produzione materiali Stampa 3D.
- Software Slicer Cura, Z-Suite, Simplify 3D.
Il Progetto ha visto il coinvolgimento di 3 Classi per un totale di 35 alunni. Il corso ha avuto una durata di 25 ore complessive, distribuite in 8 incontri di cui:
- n.5 incontri in DAD, in orario extra curricolare, della durata ciascuna di due ore;
- n.3 incontri in presenza, in orario extra curricolare, della durata ciascuna di 5 ore.
Durante le lezioni in presenza, gli alunni, organizzati in gruppi di lavoro, hanno utilizzato i macchinari e i software sopracitati, realizzando rilievi di componenti meccanici che successivamente hanno stampato in 3D utilizzando i software slicer e le stampanti 3D.
Descrivere i progetti realizzati relativamente a:
Fotogrammetria
Gli studenti hanno svolto l’intero processo di fotogrammetria, dall’acquisizione delle fotografie seguendo metodologie specifiche, all’importazione delle stesse nel software 3DF Zehphyr Pro.
Utilizzando i comandi del software illustrati nel corso, gli studenti hanno processato le fotografie acquisite nella prima fase di sviluppo del rilievo, generando una NUVOLA DI PUNTI SPARSA e l’IMAGE MATCHING, fondamentale per un allineamento corretto dei punti e delle foto.
Una volta controllato che il processo della NUVOLA DI PUNTI SPARSA è stato eseguito in modo corretto, gli studenti hanno continuato eliminando i punti non necessari per la generazione tridimensionale dell’oggetto rilevato.
Hanno in seguito generato la NUVOLA DI PUNTI DENSA e l’estrazione delle MESH e MESH CON TEXTURE. Ottenendo così un modello tridimensionale e una replica perfetta dell’originale.
Scansione
Gli studenti hanno realizzato rilievi tridimensionali attraverso l’utilizzo di scanner a luce strutturata, Einscan-SP.
Hanno rilevato diverse tipologie di oggetti, dalla struttura e superficie più complessa, potendo così comprendere le varie limitazioni e difficoltà della tecnologia.
Utilizzando un apposito opacizzante, hanno successivamente eseguito il rilevo degli stessi oggetti, risolvendo così i problemi precedenti.
Utilizzando i comandi del software, gli studenti hanno inserito le impostazioni corrette e adeguate per gli oggetti scansionati, hanno allineato i vari gruppi di scansione fino al completare il rilevo ottenendo una replica tridimensionale dell’originale. Successivamente hanno semplificato il numero di poligoni, scelto il formato del file dell’esportazione (.stl) ed esportato il file per preparare il modello alla stampa 3D.
Gli studenti hanno utilizzato lo scanner sia in modalità Auto Scan (con piano girevole) sia in Fixed Scan (processo manuale) utilizzando nel caso del Fixed Scan anche gli appositi marker sull’oggetto per ottenere la scala e misure reali dell’originale.
Preparazione modello
Una volta esportati i modelli nei formati corretti (.stl, .obj) gli studenti hanno verificato l’integrità del modello tramite programmi come Rhinoceros 5 e NetFabb, nel caso correggendo, tramite comandi appositi, eventuali problemi come facce zero, mesh manifold, ecc.
Controllato il modello 3D, gli studenti hanno proseguito ad importare il fil .stl, nel software slice CURA 5.0 , posizionando il modello nel modo ottimale per la stampa 3D, impostando i parametri corretti ed adeguati sia per la geometria dell’oggetto che per il materiale utilizzato, come ad esempio il PLA. Ultimato il processo hanno generato il file .gcode esportando il file sulla scheda SD successivamente inserita nella stampante e pronta per essere avviata.
Gli studenti hanno potuto osservare le differenze di impostazioni tra diversi slicer tra i quali Z-Suite e Simplify 3D, generando altri file .gcode e utilizzando altre tipologie di materiali quali Z-PETG e Z-GLASS.
Stampa 3D
Per quanto riguarda la stampa 3D, gli studenti hanno utilizzato la tecnologia di stampa FDM e le seguenti stampanti: Crealty CR-X, Zortrax M300 e Zeus P200 Pro.
Utilizzando questi diversi macchinari, anche se appartenenti alla stessa tecnologia di stampa 3D, hanno potuto osservare le differenze tecniche, le limitazioni e potenzialità. Come velocità di stampa, materiali di stampa, precisione e semplicità nell’utilizzo del macchinario.
È stato illustrato come conservare e caricare i materiali nelle stampanti 3D, i diversi comandi di gestione ed i componenti dei macchinari.
Concludendo la stampa sono poi passati al processo di post produzione; dalla rimozione del modello dal piano di stampa, alla rimozione di supporti ed eventuale carteggiatura del modello per rifinire eventuali sbavatura e punti di contatto tra modello e supporti. Inoltre gli è stato spiegato la possibilità di stuccare i modelli e quindi carteggiare il tutto per una superficie dell’oggetto liscia e rifinita concludendo con la verniciatura tramite prime e vernici acriliche.
Conclusione
Il corso ha consentito l’apprendimento del quadro generale aggiornato di conoscenze in ordine alla Manifattura Additiva, alle tecnologie esistenti, ed al loro utilizzo sulla base delle esigenze e delle finalità di applicazione degli oggetti prodotti.
Ha trasferito gli elementi conoscitivi, tecnologici ed operativi di base per una valutazione completa da parte degli alunni in ordine ai successivi livelli di approfondimento specialistico professionalizzante e sui possibili sbocchi professionali e lavorativi.
Ciascun alunno ha messo in pratica l’intero processo di manifattura Additiva dalla realizzazione del modello digitale alla stampa materiale dell’oggetto, toccando con mano un procedimento di realtà simulata tutte le difficoltà operative e produttive della tecnologia.