1. No category

LA PAROLA ALL’AZIENDA
Riccardo Fioretto
APRILE 2015
il progettista industriale
L’EVOLUZIONE DELLA SPECIE
64
UNA NUOVA STAMPANTE 3D CON
TECNOLOGIA FDM OTTIMIZZATA
PER FILAMENTI ADDIZIONATI
CON MATERIALI CHE VANNO
DAL LEGNO ALLA FIBRA DI
CARBONIO, DAL BRONZO AL
RAME. IL RISULTATO? PRECISIONE
E FACILITÀ D’USO PER IMPIEGHI
PROFESSIONALI DA PARTE DI
PROGETTISTI INDUSTRIALI,
PRODUCT DESIGNER E ANCHE
MANIFATTURE.
D
a quanto è scaduto il brevetto sulla tecnologia FDM,
la tecnica di stampa 3D messa a punto da Stratasys
negli anni 80, il mercato mondiale si è popolato di
produttori di macchine che sfruttano la modellazione
a deposizione fusa (Fused Deposition Modelling) per
la creazione di prototipi e a volte anche di oggetti
definitivi in 3D. L’Italia è in prima linea per numero di
aziende che si sono tuffate negli ultimi due o tre anni
in questo promettente comparto, popolato da modelli
di caratura molto differente tra di loro e che spaziano
dalle stampantine che sono poco più di giocattoli ad
altri decisamente più professionali.
A quest’ultima categoria appartiene la stampante 3D Poetry2
sviluppata, costruita e venduta dalla Ira3D (http://ira3d.com) di
Borgomanero (NO), azienda fondata l’anno scorso da Alessandro
Padrin con l’obiettivo di creare un prodotto dalle caratteristiche
elevate che potesse essere nel contempo decisamente
competitivo nel prezzo e adatto sia a professionisti quali architetti,
product designer e progettisti industriali sia alla manifatture.
Per arrivare a questo risultato, i progettisti di Ira3D hanno
lavorato su due fronti. In primo luogo ingegnerizzando alla
perfezione la stampante, ottimizzandola sia dal punto di vista
meccanico sia da quello elettronico intervenendo su firmware,
servomotori, posizionamento millimetrico dei motori e così via.
In secondo luogo curando in particolare lo sviluppo dei materiali
di stampa, creando formulazioni ad hoc per la Poetry2 in
modo da consentire una stampa precisa, accurata e facile con
qualsiasi filamento proposto dalla Ira3D, da quelli addizionati
con fibra di carbonio a quelli con legno, acciaio, bronzo o
rame. E impegnandosi a lanciare ogni mese un paio di nuovi
materiali, in modo da assecondare le esigenze particolari dei
suoi clienti, che sono altrettanto variegate quanto i filamenti
proposti: a un architetto non servirà la fibra di carbonio, che
invece sarà appetibile per un fabbricante di componenti elettrici,
e magari il simil legno non sarà nelle corde di un progettista
industriale quanto lo può essere per un designer di prodotto.
Ovviamente i prodotti realizzati con questi materiali non saranno
realmente in rame o in bronzo (correttamente si parla di simil
rame e simil bronzo), per citarne due, e non hanno quindi le loro
caratteristiche meccaniche. Nell’aspetto si avvicinano però molto
a quelle dei materiali originali.
Materiali ad hoc
Alessandro Padrin,
fondatore di Ira3D
Passiamo ora ai materiali, che come dicevamo vanno di pari
passo con la Poetry2, dal momento che sono stati formulati,
sviluppati e testati pensando alle caratteristiche specifiche di
questa stampante 3D in modo da dare i migliori risultati possibili
APRILE 2015
I segmento su cui ha puntato sin da subito Ira3D è quindi quello
della fascia alta della FDM, pur senza sforare con i costi. In
particolare è stata raggiunta un’elevata precisione di stampa. «Un
risultato che abbiamo ottenuto - conferma Alessandro Padrin lavorando molto sull’ingegnerizzazione della nostra stampante.
Per fare un esempio, nelle stampanti entry level, ma spesso
anche quelle che si collocano nella stessa fascia di prezzo della
nostra, non si pone molta attenzione a come vengono montati
i motori, che a volte sono installati direttamente sull’estrusore
dando luogo a vibrazioni che incidono sulla qualità finale del
prodotto stampato. In altri casi, anche se i motori sono montati
nel posto più opportuno, non sono ben collocati. Noi curiamo
con precisione micrometrica il loro posizionamento, riducendo
in questo modo significativamente le vibrazioni. E qui entra in
gioco anche il nostro Tengri System, che è sostanzialmente un
sistema che comprende il posizionamento dei motori, particolari
accorgimenti costruttivi nei riduttori per migliorare le loro
performance e interventi sul firmware per migliorare il dialogo tra
motori e riduttori in modo da migliorare la qualità di stampa».
il progettista industriale
Più precisione nella stampa
65
LA PAROLA ALL’AZIENDA
66
e senza problemi per
chi la utilizza. «Nelle
specifiche di molte
stampanti si legge che sono
in grado di stampare qualsiasi
materiale - afferma Padrin - ma
spesso ci si accorge poi che è una
possibilità solo teorica e che,
all’atto pratico, ci emergono
parecchi problemi. In realtà ogni
materiale andrebbe ottimizzato
per ogni singola stampante
ed è quello che abbiamo fatto
noi per ognuno dei filamenti che
proponiamo e per tutti quelli che
proporremo in futuro. Puntiamo
molto sui materiali, perché ci rendiamo
conto che gli utilizzatori a cui ci
rivolgiamo, dagli architetti ai progettisti
industriali, hanno esigenze molto
diverse tra di loro e hanno bisogno di
avere a disposizione un gran numero
di filamenti diversi. Che però devono
APRILE 2015
il progettista industriale
La stampante 3D Poetry2 sviluppata e costruita da Ira3D pensando a impieghi professionali
da parte di architetti, progettisti industriali e manifatture.
Un oggetto stampato in 3D con la Poetry2
impiegando il filamento IRA-Copper,
concepito per simulare il rame mescolando
termoplastici e polvere di rame.
avere un unico comune denominatore imprescindibile: che
consentano di stampare bene e alla massima qualità sia che si
stia lavorando con ii Nylon sia che si stia lavorando con i materiali
più innovativi che proponiamo».
Verso la fabbricazione additiva
Nonostante le stampanti che sfruttano la FDM non siano tra
le più prese in considerazione per la produzione additiva, le
caratteristiche della Poetry2 la rendono interessante anche in
ambito manifatturiero. «Un’azienda del settore elettromeccanico
- racconta Padrin - usa la nostra stampante 3D per produrre
la parte in plastica di un terminale la cui limitata tiratura
Poetry2 in dettaglio
Una delle caratteristiche più interessanti della Poetry2 è
sicuramente rappresentato dalla sua ottima risoluzione, ottenuta
grazie a un sistema denominato Tengri System mediante il quale è
stato ottenuto un aumento delle performance della stampante senza
incidere sul suo prezzo finale, che è di 30 micron (0,03 millimetri). Il
volume massimo stampabile è generoso: 300 x 250 x 250 millimetri.
La versione con doppio estrusore, la più venduta in assoluto dal
momento che rappresenta il 97% delle scelte attuali dei clienti di
Ira3D, costa 1789 euro. Quella con singolo estrusore costa 1749 euro.
Non vale in effetti la pena di scegliere quest’ultima per risparmiare
40 euro rinunciando ai benefici che il secondo estrusore apporta per
la costruzione dei supporti. Tornando alle caratteristiche di questa
macchina, citiamo gli ugelli da 0,4 millimetri, la velocità di marcia e
la velocità di stampa che arrivano rispettivamente fino a un massimo
di 250 e 180 millimetri al secondo e il controller Arduino ATmega2560
R3Micro controller. Il software di slicing è il diffuso Cura.
Un vaso realizzato
con la stampante
3D di Ira3D usando
filamenti di due
colori grazie al
doppio estrusore.
Sono numerosi i filamenti disponibili attualmente per Poetry2,
sviluppati e ottimizzati appositamente per questa stampante
da Ira 3D. Quelli più consueti sono i normali filamenti in ABS
(bianco o nero), in PLA (nero, giallo, blu e bianco) e in Nylon
neutro. Per chi ha esigenze particolari è disponibile H-Limofy
(HIPS) bianco, capace di resistere bene (rispetto al polistirene
comune) agli urti e alle alte temperature. Igienico, viene usato
nel packaging alimentare, per stoviglie e posate. Nella stampa
a doppio estrusore si può usare come materiale di supporto, per
rimuoverlo facilmente con il Limonene, in cui è solubile. Inoltre, è
un materiale che può essere levigato, e dipinto con colori acrilici.
Interessante anche Ira-Wood: costituito da vero legno riciclato,
è un materiale che permette di realizzare oggetti con l’aspetto e
l’odore caratteristico del legno. Sulla base della temperatura con
la quale viene estruso, si possono anche avere diverse tonalità
di colore. In seguito è possibile tagliare, levigare e dipingere
l’oggetto. Passiamo IRA-Copper, materiale composto da polvere
metallica e PLA che permette di creare oggetti che sembrano
fatti con vero rame, soprattutto se carteggiati dopo la stampa.
Mentre stiamo scrivendo questo articolo Ira3D sta terminando i
test di altri interessanti materiali, che saranno già in vendita nel
momento in cui lo state leggendo. In particolare filamenti con
fibra di carbonio, acciaio e bronzo.
Il futuro
A un anno di distanza
dalla fondazione di
Ira3D, i risultati raccolti da
Padrin sono incoraggianti.
Il mercato sta recependo
bene il valore della
Poetry2 e le consegne
hanno già sfiorato le
cento unità. La sfida
continua con una serie
di progetti a breve e
medio termine che si
concretizzano mese per
mese con lo studio e il lancio di nuovi
materiali e con il rilascio previsto della
Poetry3, versione ulteriormente migliorata dell’attuale stampante
3D, a cavallo tra il 2015 e il 2016. Un prodotto sempre di più
“customizzato” per architetti, progettisti e manifatture che non
vogliono incorrere nei rischi di stampanti 3D entry level e che
non ritengono opportuno investire in tecnologie di produzione e
prototipazione rapida di fascia industriale (come la stereolitografia,
la sinterizzazione laser selettiva e così via).
■
APRILE 2015
La forza dei filamenti
di fascia alta ricorre alla
nostra stampante per
produrre alcune parti
definitive dei suoi prodotti
e non solo per la prototipia».
il progettista industriale
annuale non consentiva la produzione in serie con la consueta
termoformatura se non a costi elevatissimi. Grazie a Poetry2
riescono a produrre pezzi definitivi con caratteristiche estetiche e
meccaniche tali per cui possono essere utilizzati senza problemi
dal loro cliente finale. Anche un noto designer che crea lampade
© RIPRODUZIONE RISERVATA
67