3d Printing 09

GENERAZIONE

robotica

3Dt h e m a k e r s m a g a z i n e

printingcreative

New Business Media srlvia Eritrea, 21 - 20157 Milano

ISSN 2284-466XBIMESTRALE ANNO II

settembre 2015

€ 4,00

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ARDUINODiamo vita agli oggetti

creati in 3D

testLa penna 3DoodlerLo scanner Scanify

materialiI geopolimeri nei compositi

di nuova generazione

Come creare robot utilizzando le stampanti 3D Progetti, applicazioni, esempi da imitare

N. 007 2015

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storie 3D

fablab&makers

3D service

materiali&tecnologie

come fare per

04 Fabbricare in digitale • 12 Anch’io Lego • 16 A bocca aperta • 20 Idbn, la rete per la salute • 24 Paperopoli vive in 3D

62 Un motore per i progetti • 70 Spazio ai compositi

28 Creatori di robot • 34

Una mano per il robot • 38

Un americano in Ticino • 40

Brescia si industria • 42 Il maker e la legge

48 Il 3D e i giovani d’oggi • 52 A filo di penna • 56 Dal prototipo al prodotto • 60 Così virtuale, così reale

74 Stampare come più ci piace con Cura • 78 3Doodler, la stampa in mano • 82 Lo scanner 3D per tutti • 86

Stampiamoci il robot

sommario

Anno

XXX

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PLIC

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MENSILE

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TEST • Desk • Music Streamer III • B&W C5 S2 • Google Traduttore 3.1 • Mujo

N. 3

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MARZO | LA RIVISTA DEL MONDO MAC

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50345>Musica

e MacParla il musicista AlessandroMagri

conLa casa vive

l'iPhoneMaxonCinema 4DLa release R16sul banco di prova

La nuova avventura di

World of Warcraft

Medicina e saluteLe app per tenere sotto controllo il nostro corpo

Studiamo con iBooksLeggere, consultare e prendere appunti con il Mac

Cantare con iOSIl necessario per uno studio di registrazione portatile

applicando

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La stampa3D ha tanta voglia di incontrare la robotica e noi vi raccontiamo come lo fa, con quali successi e anche quali renitenze può incontrare. È nella logica delle cose che chi sviluppa un oggetto robotizzato possa immaginare e voler crearsi le parti che gli servono.Che al momento non sia facile, ma che sia entusiasmante, lo confermano le tante esperienze di chi, nel mondo, ha affrontato questo percorso, e che vi raccontiamo, come quella, bella, dei ragazzi del Fablab On/Off di Parma che in 3D hanno creato una mano robotizzata. Vi illustriamo anche come si possono creare oggetti robotizzati a casa, utilizzando modelli e applicazioni open e la vostra stampante 3D. Una stampante che oggi potete personalizzare a vostro piacimento: noi vi spieghiamo come ottimizzare il programma di slicing Cura, inserendovi i vostri profili di stampa preferiti, e anche come ottenere delle scansioni perfette con lo scanner manuale Scanify.Una stampante che oggi sa stare anche in una mano: abbiamo provato per voi la penna 3Doodler.Una stampante che può servire anche per prodursi in casa i mattoncini Lego che mancano per completare la vostra costruzione: vi spieghiamo quali applicazioni scaricare e come utilizzarle. Da più parti si nota che nel mondo si sta affermando una tensione alla costruzione digitale, che coinvolge la produzione industriale e sta trasformando le fabbriche. Vi spieghiamo come sta avvenendo questo cambiamento, che oggi si spinge fino alle tecniche che riguardano la nostra salute, come la dentistica e la medicina, attorno cui gravita la neocostituita rete IDBN, Italian Digital Biomanufacturing Network. La ricerca sulla stampa 3D non si ferma mai e ce lo conferma anche l’attività della professoressa Marinella Levi, che nel laboratorio di Chimica dei materiali del Politecnico di Milano, con i ragazzi del +Lab sta testando e sfornando materiali compositi, usando argille e geopolimeri, che ci faranno stampare in 3D oggetti in grado di migliorare la nostra vita.

Buona lettura e scriveteci le vostre impressioni:[email protected]

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Fabbricarein digitale

Un passatempo da garage, un modo di fare artigianato, la strada per migliorare un’azienda. Sono i tre filoni della fabbricazione additiva, che oggi consente, a tutti, di fare cose di ogni genere

di Moreno Soppelsa

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storie 3d

C’è chi la chiama semplicemente stampa 3D. E chi preferisce il termine, più âgé, di prototi-pazione rapida. C’è chi la usa per divertirsi a

stampare fischietti e torri di scacchi in taverna. Ma c’è anche chi attorno a questa tecnologia, che ha superato il quarto di secolo di vita ma che è sulla bocca di tutti soltanto da qualche anno, ha costruito un’azienda artigiana per produrre oggetti di ricambio introvabili o selfie 3D da torte di matrimonio. Poi ci sono le grandi manifatture che da anni la usano per la prototi-pazione rapida e stanno cominciando a impiegarla sempre di

più anche per la produzione di oggetti definitivi da mettere in commercio. E allora si parla di produzione rapida, produzione digitale o manifattura additiva, per citare alcuni dei termini in voga. Un modo di costruire che non soppianterà il sistema tradizionale di fabbricare, ma sempre più frequentemente lo affiancherà nei processi produttivi o, tornando agli artigiani, rappresenterà semplicemente un attrezzo in più nei loro la-boratori accanto a trapani e frese. Tecnologie da scegliere at-tentamente pesando volumi, materiali, applicazioni. Pensiamo alla tradizionale stampa. Un artigiano può fare un’opera unica

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fabbricando a mano la carta sulla quale imprimere immagini e parole con un torchio, rilegando il libro a mano. Ha un suo valore e una sua ragione. Mille copie di libro d’arte di buona qualità in teoria si potrebbero anche ottenere con una stam-pante a getto d’inchiostro da scrivania da ottanta euro, ma con costi e tempi impensabili rispetto alla stessa opera realizzata con una macchina da stampa offset dal costo di un paio di milioni di euro. Lo stesso discorso vale per la stampa 3D: bi-sogna usare i sistemi e i materiali giusti per ogni applicazione.

Le piccole produzioniMa quali sono le applicazioni possibili della manifattura addi-tiva? In linea generale è perfetta quando consente di ottenere oggetti con caratteristiche uguali e superiori a quelli ottenibili con procedimenti tradizionali, con tempi e costi inferiori. È il caso di piccole produzioni di componenti per vetture da corsa, che non hanno volumi sufficienti per ammortizzare il costo degli stampi necessari a produrli con le tecniche tradizionali, visto che uno stampo costa qualche decina di migliaia di euro e ci vogliono settimane per costruirlo. Il ricorso alla stampa è fondamentale quando bisogna costruire oggetti complessi, con cavità, curve e canali che non sono ottenibili con trapa-ni e frese se non costruendo più parti dell’oggetto per poi assemblarle. Non a caso è molto usata nel settore aeronau-tico, dove tra l’altro permette di ottenere pezzi più leggeri. Stampare in 3D è utile anche quando, nonostante il costo

del singolo pezzo possa essere molto più elevato rispetto a quello ottenuto con i metodi tradizionali, riesca a far ottenere risparmi su altri fronti. È il caso ad esempio della ricambistica: se un’azienda che produce macchine automatiche per fare il caffè si organizza in modo che i suoi riparatori abbiano una stampante 3D, potrà evitare di avere un costoso magazzino di prodotti che deve conservare per molti anni anche dopo l’uscita di produzione di un modello. Il ricambio sarà prodotto al momento. Senza variazioni di prezzo per l’utente finale, ma con un risparmio complessivo per l’azienda produttrice. Nello stesso modo una fabbrica può servirsi della stampa 3D nel caso dovessero terminare improvvisamente pezzi da assem-blare in linea di montaggio. Costeranno di più quelli fatti in 3D, ma la produzione non si ferma. In questo caso manifattura additiva vuol dire flessibilità e velocità. E gli artigiani? Nello stesso modo si possono organizzare, stando attenti a non violare copyright, per fornire parti di ricambio introvabili sul mercato. Magari la manopola di una radio d’epoca. O possono creare oggetti personalizzati, come un bracciale o un anello con un valore aggiunto che giustifica il costo più alto rispetto alla produzione industriale. I sistemi di stampa 3D sono adatti per tutti i settori in cui conta l’agilità, la rapidità d’azione, la personalizzazione dei prodotti e non le economie di scala. Un esempio è quello di Lego (ne parliamo più avanti), che ha stampato miliardi di mattoncini usando l’ABS e presse a iniezione. Non userà mai tecniche additive in produzione visti

Prototipo di uno scarpone da sci stampato con la sinterizzazione laser selettiva da CRP Technology usando il materiale Windform SP

Un componente stampato con la tecnologia Selective Laser Melting di Renishaw, che deposita

strato per strato polveri di metallo e lo fonde mediante il calore sviluppato da un raggio laser

storie 3d

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i suoi volumi, ma un maker può usare lo stesso materiale per creare un mattoncino mancante con una stampante da 300 euro. E magari inventarsi un’attività per fornire ai suoi clienti proprio questo servizio, visto che il brevetto di Lego sui mat-toncini standard è scaduto. Costerà dieci volte di più di quello originale, ma sempre meglio che comperare un’intera scatola. Per gli artigiani conta soprattutto la fantasia. Ma anche per le industrie, come raccontano le esperienze di Unilever, Dorco e Gewiss in queste pagine.

I materiali e le tecnologieVediamo ora quali sono le tecnologie e i materiali più adatti per fabbricare in 3D. La plastica e i metalli, in tutte le loro declinazioni, sono le materie prime principali impiegate dalle manifatture per fabbricare gran parte degli oggetti che ci cir-

condano: giocattoli fatti inserendo granuli di ABS che vengono fusi e condotti in stampi di acciaio posti all’interno delle pres-se a iniezione, rubinetti che vengono forgiati dai colpi sicuri delle enormi presse che stampano a caldo il bronzo, trapani e frese che bucano e limano l’acciaio per creare quegli stampi, macchine che calano i loro magli roventi su lastre di plasti-ca dalle quali prenderanno forma forchette, piatti e bicchieri usa e getta. Sono soltanto alcuni dei materiali e dei sistemi per fabbricare cose nell’industria di oggi. Ma sono anche i materiali che vengono usati per la stampa 3D in quella che viene chiamata la terza o quarta, a seconda della fantasia del media di turno, rivoluzione industriale. In realtà non è proprio una rivoluzione, perché i vecchi sistemi non saranno mai sop-piantati ma saranno affiancati sempre di più, quando non c’è la necessità di grandissime tirature, dalla manifattura additiva.Le materie prime per le stampanti 3D sono disponibili sotto forma di filamenti, polveri, granuli o liquidi e la loro compo-sizione varia anche in funzione di quali dovranno essere le caratteristiche dell’oggetto finito: prototipo estetico, prototipo funzionale, oggetto definitivo da usare nella vita di tutti i giorni, stampo per stampaggio a iniezione e così via. Vediamo qual-che tecnologia e materiale particolarmente interessante da usare per le principali tecnologie di stampa 3D: modellazione a deposizione fusa (FDM), sinterizzazione laser selettiva (SLS), stereolitografia (SLA), PolyJet, microfusione laser selettiva (DMLS), fusione mediante fascio di elettroni (EBM).Partiamo dai materiali granulari plastici e da una delle prin-cipali tecnologie che li impiegano, la sinterizzazione laser se-lettiva. Uno dei più usati è il Nylon (poliammide, indicato con la sigla PA). In ambito industriale viene impiegato molto il Du-raForm GF Plastic. Si tratta di Nylon caricato a vetro adatto per prodotti capaci di reggere bene alle alte temperature, con un’elevata resistenza meccanica e una buona finitura super-ficiale. Si può quindi usare per pezzi definitivi, oltre che per prototipi, e per tutte le prove meccaniche e funzionali che potrebbero essere fatte su un analogo prodotto realizzato con tecnologie tradizionali. Per la stessa tecnologia, 3D Systems propone anche il DuraForm FR 100, un tecnopolimero anti-

La marcia in più per gli artigianiLa tecnologia di stampa 3D più usata da singoli professionisti, artigiani e maker è quella che prevede la deposizione di filamenti di plastica fusi (FDM), con macchine che costano poche centinaia di euro fino ad arrivare a qualche migliaio per i modelli professionali. Le tecnologie più performanti, che usano la luce per costruire oggetti solidificando fotopolimeri, non sono mai state alla loro portata. Ma ora le cose sono cambiate, perché sono arrivate sul mercato stampanti di questo genere a prezzi tutto sommato contenuti. Come la monoFab ARM-10 di Roland DG, che utilizza la tecnologia DLP (Digital Light Processing) con una sorgente a raggi ultravioletti di tipo Led per stampare con resine (l’abbiamo provata sul numero 5 di 3D Printing Creative). Anche Autodesk per la sua prima stampante 3D ha scelto di impiegare resine e luce. I vantaggi rispetto al sistema FDM sono velocità e risoluzione di stampa. È in vendita online a 5.995 euro. Smart3DNet con le Tucano e con le MiiCraft+ pensate per il mondo della gioielleria, ma utilizzate anche nel dentale e nel design, parte da un gradino di prezzo più basso.

Tucano 2, uno dei modelli che insieme alle MiiCraft compongono l’offerta di Smart3D.Net, per creare oggetti ad alta risoluzione

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fiamma per applicazioni nell’aerospaziale e nell’automotive e involucri per apparecchiature. Interessante anche il materiale che ha messo a punto Stratasys per le sue macchine PolyJet e che ha chiamato ABS Digitale. È stato progettato per simu-lare, in fatto di robustezza e resistenza alle alte temperature, l’ABS classico che si usa per lo stampaggio tradizionale con le presse meccaniche. I pezzi ottenuti sono adatti per prodotti definitivi quali stampi a iniezione, parti di motori, scocche per telefoni cellulari, utensili per la fabbricazione. Rimanendo sui materiali in polvere, ma questa volta di metalli, passiamo a quelli che possono essere usati con la DLMS, la tecnologia capace di fonderli con il calore sviluppato da un laser. I prin-cipali sono l’acciaio Inossidabile GP1 17-4, l’acciaio inossi-dabile PH1, l’acciaio Maraging 1.2709, il cromocobalto MP1, l’alluminio AlSi10Mg, l’Inconel e le leghe di titanio. Anche in questo caso l’accoppiata tra questi materiali e la DLMS è otti-ma in ambito industriale, perché è possibile produrre prodotti definitivi esattamente come fossero stati fatti con i procedi-menti tradizionali, come la fusione in fonderia. Ad esempio il titanio di grado 5 (Ti 6Al-4V) è una lega saldabile resistente alla trazione molto usato nell’industria aeronautica e in quella aerospaziale, mentre l’acciaio inossidabile GP1 17-4 viene usato sia per prototipi funzionali sia per la fabbricazione di piccoli e medi prodotti in serie, prodotti personalizzati o pezzi di ricambio anche per uso farmaceutico, alimentare o medico. Questo acciaio ha un’eccellente resistenza alla corrosione ed è molto duttile. I prodotti stampati possono poi essere saldati, pallinati, levigati e verniciati.

I risparmi di DorcoLa coreana Dorco esporta in tutto il mondo rasoi e lame, coltelli da cucina e articoli di cancelleria. Come ci racconta Emanuele Balasso, titolare di Galassia 3D, società che distribuisce in Italia i sistemi di stampa Envisiontec, «Dorco ha risparmiato tempo e denaro utilizzando una stampante Envisiontec Ultra basata sulla tecnologia 3SP per la verifica della progettazione. Con la stampa 3D nei processi di sviluppo del prodotto migliora il processo di verifica della progettazione e si ottiene una significativa riduzione dei costi. Il processo tradizionale prevedeva la progettazione tramite CAD e CAM, passando alla fabbricazione di uno stampo con tecniche convenzionali. Nel caso di un rasoio, il costo di questi stampi era di 1.500 euro per la cartuccia (la parte superiore) e di 3.400 euro per il manico di supporto. Successivamente allo stampaggio e alla verifica dei prototipi, in caso di problemi si dovevano produrre altri stampi, verificare i prodotti stampati e così di seguito. A volte si arrivava a produrre dieci stampi prototipo prima del disegno finale della produzione. Un processo che richiedeva tra le 6 e le 8 settimane. Con il sistema di stampa Envisiontec Ultra e utilizzando per le verifiche funzionali e di assemblaggio i modelli prodotti dalla macchina, Dorco ha eliminato la necessità di produrre stampi convenzionali riducendo il tempo di sviluppo del progetto a 10 giorni, mentre i costi di produzione dei prototipi sono passati a 0,6 euro per ciascuna cartuccia e a 6 euro per ciascun supporto, risparmiando quindi 4.900 euro per ciascun prototipo».

La proposta industriale di Galassia

3D si basa su macchine Envisiontec

con tecnologia 3SP (Scan, Spin and

Selective Photocure) o DLP (Digital Light

Processing). Nella foto il modello Ultra,

basato su 3SP

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Le polveri di metallo sono impiegate anche dalla nuova Con-cept Laser M2 di Concept Laser, che per fonderle usa la tec-nologia proprietaria LaserCusing. Si ottengono componenti le cui proprietà meccaniche sono pressoché identiche a quelle del materiale originale. Su queste macchine può essere usato con buon risultati in fabbrica l’Inconel 625, adatto principal-mente per la costruzione di turbine e di ogni altro prodotto esposto a un calore fino a mille grandi centigradi. Inconel è un marchio registrato dell’azienda statunitense Special Me-

tals Corporation e fa riferimento a una famiglia di superleghe a struttura austenitica a base di nichel-cromo. Concept Laser usa sulle sue macchine anche l’acciaio inossidabile 17-4 PH, che può essere indurito e quindi reso altamente resistente all’abrasione, all’usura e alla corrosione. Proprietà sono in-teressanti per la realizzazione di strumenti medici. Un altro materiale metallico interessante in polvere per la stampa 3D è l’acciaio Maraging 1.2709. Si tratta di un acciaio speciale a base di ferro, comunemente usato in metallurgia, dalle ca-ratteristiche particolari: è nello stesso tempo duro, malleabile e tenace nonostante abbia un comportamento elastico fino quasi alla rottura. La lega è fatta di ferro, cobalto e nichel e, in proporzione minore, da molibdeno, alluminio e titanio. È adat-to, oltre che per l’impiego in aerei e auto da corsa, per creare utensili (DirectTool). Con questo acciaio, per fare un esempio, è possibile creare stampi e inserti con canali di raffreddamen-to interni anche molto complessi che permettono di aumen-tare la qualità dei pezzi stampati riducendo sensibilmente il numero di scarti e di ridurre il tempo ciclo (spesso il tempo di raffreddamento dello stampo viene dimezzato). Da citare an-che l’alluminio (AlSi10Mg), metallo facilmente lavorabile, ma al contempo estremamente durevole. Fra le sue proprietà la più rilevante è che ha un peso specifico molto basso, permettendo ai prodotti realizzati in alluminio di essere nello stesso tempo resistenti e leggeri. Un’altra tecnologia basata sulle polveri metalliche è l’EBM di Arcam, che usa un fascio di elettroni per fonderle e creare gli oggetti 3D. I prodotti realizzati con que-sta tecnologia hanno una minore finitura superficiale rispetto

General Electric ci crede General Electric è innovativa non soltanto per la scelta di far ricorso alla fabbricazione additiva. Lo è anche per la scelta dei sistemi. Per lo stabilimento giapponese di Kariwa ha deciso di usare un sistema di stampa 3D per produrre alcune parti della valvola di controllo per olio e gas Masoneilan. La costruzione di queste valvole, caratterizzate da cavità complesse, richiedevano mesi di lavoro con i sistemi tradizionali. Con la fabbricazione additiva il

tempo si è accorciato a un paio di settimane. Il merito è anche del sistema adottato, unico nel suo genere. La Lumex-Avance 25 prodotta dalla giapponese

Matsuura combina in una sola macchina la fusione di polveri metalliche (DMLS) tramite un laser da 400 W con un sistema di fresatura per la finitura immediata dei

pezzi stampati, che possono avere dimensioni fino a 25 x 25 x 15 centimetri. Una vera innovazione per questo sistema che ha il suo prezzo: circa 800mila euro.

La nuova stampante 3D per metalli M2 di Concept Laser fonde il materiale prima con due laser, in modo da accorciare del 40% i tempi di produzione rispetto ai modelli con un solo laser

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creano oggetti trasparenti e robusti apparentemente simili al policarbonato. Ha ottenuto la certificazione per uso medicale. Abbiamo lasciato per ultimi i materiali impiegati nella FDM, la tecnologia oggi disponibile sia in declinazione industriale (come con le macchine Fortus di Stratasys) sia in quella più artigianale e amatoriale dei sistemi low-cost usati dai maker. Nel primo caso, e in particolare con l’ammiraglia 900MC, si possono realizzare prototipi funzionali, componenti di produ-zione, maschere, staffaggi e utensili di produzione con re-quisiti elevati. Sono disponibili 12 termoplastiche per varie

Salcomp, specializzata in produzione di accessori per telefoni, ha usato un sistema di stampa EOS per realizzare i canali di raffreddamento dell’inserto di uno stampo per la spina di un caricabatteria mobile

Stampi per iniezione in ABS digitale prodotti con il sistema di produzione

Stratasys che impiega la tecnologia PolyJet

Gewiss non ne può fare a meno Gewiss è specializzata in progettazione e realizzazione di sistemi di domotica,

videosorveglianza e impianti elettrici per uso civile e industriale. «Abbiamo cominciato a utilizzare la stereolitografia dal 1996 - ci ha detto Pier Angelo

Ferrari, responsabile industrializzazione di Gewiss - e dal 2007 vengono utilizzate stampanti 3D di polimero ABS. Produciamo anche stampi in silicone,

termoformatura lastre in PC, componenti metallici mediante lavorazioni meccaniche da lastra o da barra, modelli 3D mediante lavorazioni CNC e relative

finiture estetiche». L’azienda bergamasca impiega la stereolitografia per sviluppare nuovi prodotti e per ottimizzare quelli consolidati. «La stampa 3D - prosegue Ferrari - ci consente di ridurre il tempo e l’impatto delle modifiche sul prodotto. I vari gradi di complessità dei progetti non ci permettono di fare una comparazione dei costi o ricavi

della prototipazione 3D. Ma possiamo dire che oggi non ne potremmo fare a meno».

a quelli costruiti con la DLMS, ma in compenso l’EBM è un processo molto veloce che aumenta la produttività in azienda. Passiamo ai liquidi, che vengono solidificati da un laser nella stereolitografia. Sono resine fotopolimere, in grado cioè di re-agire alla luce solidificandosi. Questa tecnologia è impiegata soprattutto per realizzare componenti dimostrativi e prototipi visivi, visto che gli oggetti prodotti sono precisi, esteticamente molto gradevoli e adatti per finiture superficiali quali vernicia-tura e carteggiatura. Uno dei materiali più usati nella stereoli-tografia è la resina Somos Watershed XC 11122, con la quale si

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storie 3d

applicazioni: dal policarbonato per ottenere oggetti resistenti al calore e con elevate proprietà meccaniche all’Ultem 9085 da impiegare quando è necessario produrre oggetti con i mas-simi livelli di resistenza meccanica, chimica e al calore. Anche nelle stampanti FDM di fascia bassa possono essere usati materiali quali ABS, PLA (Acido polilattico), Nylon e Policarbo-nati, in funzione dell’oggetto che si vuole ottenere. Per le loro caratteristiche peculiari però non sono adatte per un uso nella produzione di una grande azienda, anche se trovano sempre più spesso spazio nei reparti di progettazione. ∞

Unilever, 3D veloceLa divisione italiana del gigante dei beni di consumo Unilever (Cif, Coccolino, Calvé, alcuni dei marchi), ha introdotto nel processo di produzione la stampante Objet500 Connex di Stratasys con tecnologia PolyJet, con cui realizza prototipi. La Objet500 è usata per creare stampi a iniezione per le proprie divisioni di prodotti per la casa e la biancheria, con cicli di stampa di circa 50 unità per un’ampia gamma di parti per prototipi, come tappi e chiusure per flaconi e gabbiette per wc. «La tecnologia di stampa 3D Stratasys - dice Stefano Cademartiri, R&D, specialista di CAD e prototipazione di Unilever - fa progettare e creare in una giornata le attrezzature per lo stampaggio a iniezione di diverse parti da sottoporre a test funzionali e sui consumatori. In passato con il processo tradizionale di produzione degli stampi occorrevano settimane per avere i prototipi, con alti costi per le modifiche. Con la stampa 3D siamo in grado di applicare le iterazioni di progettazione allo stampo in poche ore e di produrre prototipi nei materiali finali come il polipropilene in tempi inferiori del 40%». Il materiale usato per realizzare gli stampi è l’ABS digitale, con cui si possono ottenere prototipi della stessa qualità di quelli fabbricati con i sistemi tradizionali senza che risenta delle alte temperature e delle alte pressioni tipiche dello stampaggio a iniezione.

Uno degli stampi che Unilever ha fabbricato con la stampante 3D Objet500 Connex di Stratasys, riuscendo ad accorciare del 40% i tempi di sviluppo del prodotto

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LegoAnch’io

Il produttore non usa la stampa 3D. Ma lo possono

fare gli utenti, stampando mattoncini con filamenti

in ABS. Senza rischi, perché il brevetto è scaduto

Di Moreno Soppelsa

storie 3d


LegoSe Lego non userà mai in produzione la stampa 3D, ogni maker può costruirseli in casa con la propria stampante FDM usando l’ABS. E non c’è bisogno di creare i modelli: il primo passaggio è scaricare gratuitamente il software Lego Digital Designer 4.3 (LDD) per Mac o Windows. La procedura di installazione è lunga, perché anche dopo aver scaricato l’ultima versione disponibile, il programma lo aggiornerà e installerà un database di mattoncini e figure. Mettete in conto circa 300 MB e dieci minuti di tempo. Lego Digital Design è divertente da usare, ma Lego non ha inserito la possibilità di esportare i modelli nei formati .obj e .stl. Limite che si può aggirare: dopo aver posizionato sul piano di lavoro il mattoncino che si vuole stampare, si deve andare sul menu file, scegliere la voce Export Model e salvarlo nel formato .ldr avendo cura di scegliere solo la voce LDraw-Files e non, ad esempio, LXF-Files. A questo punto bisogna scaricare un altro programma gratuito per modelli virtuali, LeoCAD: si apre il modello salvato e si sceglie il comando Wavefront per il salvataggio in .obj. Poi si può stampare.

Un paio d’anni fa un’importante testata titolava “Così Lego stam-perà in 3D tutti i suoi giocattoli”. Niente di più falso, perché la multinazionale, che soltanto l’anno scorso ha stampato 60 mi-

liardi di pezzi di Lego, continuerà a produrli usando le centinaia di presse a iniezione operative 24 ore su 24 nei suoi stabilimenti di tutto il mondo. Non c’è alternativa a questo sistema, quando si parla di enormi lotti di pro-duzione: il procedimento più efficiente per fabbricarli parte da granuli di ma-terie plastiche che una pressa riscalda fino a formare un materiale pastoso che viene spinto da un cilindro, mediante un piccolo ugello, all’interno di uno stampo formato da due parti che si sovrappongono. Dopo la solidificazione della plastica lo stampo si apre e lascia cadere i prodotti. Un ciclo macchina che dura pochi secondi e che produce, a seconda delle dimensioni del pro-dotto, da uno a decine di pezzi ogni volta. In fabbriche come quella di Lego l’intero processo è automatizzato, con i gra-nuli di plastica che entrano nelle presse a ciclo continuo mediante tubazioni

fai da te

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Leocadwww.leocad.org

QBrickswww.q-bricks.org

Lego Digital Designerhttp://ldd.lego.com/it-it/download

Mario Androniwww.andronigiocattoli.it

Sitografia

che conducono ai magazzini centrali dei termopolimeri. I mattoncini sono smista-ti agli altri reparti di produzione con na-stri trasportatori o in scatole a seconda del livello di automazione della fabbrica. I mattoncini così creati costano pochis-simo. Sono invece molto costosi, anche centinaia di migliaia di euro, gli stampi in acciaio per le presse.

Cose da artigianiLa stampa 3D potrebbe invece essere utile a Lego per consentire ai suoi riven-ditori di offrire ai clienti finali un servi-zio che può spaziare dalla stampa di un singolo mattoncino, da vendere a caro prezzo, a tutti i pezzi che compongono

Uno stampo in acciaioper presse a iniezione.

Ha un costo elevato ma su grandi tirature incide poco

storie 3d


mattoncini cuginiIl brevetto dei mattoncini colorati che permettono da decenni di scatenare la fantasia e la creatività dei bambini è scaduto negli anni 80 e oggi li possono produrre tutti, identici e compatibili tra di loro.

Nella foto, distinguibili solo per il marchio impresso, sono mescolati sia i mattoncini Lego sia quelli prodotti dal giocattolaio italiano Mario Androni, che da quasi mezzo secolo produce palette, secchielli e ogni sorta di passatempo in plastica per bambini. E che non si è fatto sfuggire l’occasione di replicarli.

Così come attorno ai celebri mattoncini Daniele Bisello ha costruito la sua azienda Q-Bricks. Da piccolo, è classe 1951, ci ha giocato. Da grande ha iniziato a lavorare come tecnico specializzato nelle materie plastiche senza dimenticare i mattoncini della sua infanzia. E una volta scaduto il brevetto lo ha analizzato attentamente in modo da poter costruire i precisissimi stampi necessari per poter costruire i primi pezzi, che per potersi incastrare bene devono avere tolleranze dell’ordine dei centesimi di millimetro. «Purtroppo - racconta Bisello - i tempi non erano ancora maturi, poiché Lego, nonstante il brevetto fosse ormai scaduto, ha continuato a portare avanti ancora per molti anni una feroce battaglia legale, condotta con gran dovizia di mezzi e con ricorso a ogni cavillo giuridico, al fine di rallentare l’ingresso della concorrenza sul mercato. Mi trovai quindi già provato finanziariamente dall’investimento nei primi stampi e mi fu impossibile affrontare i costi di una causa contro Lego. Pertanto dovetti sospendere la produzione di mattoncini Lego compatibili, fino all’emissione dell’ultima sentenza da parte della corte UE nel 2010». Lego sembra finalmente aver digerito la cosa, dal momento che nel profilo ufficiale della società si legge che «Lego Group è uno dei maggiori produttori al mondo di giochi basati sul famoso mattoncino Lego®».

Come dire: li possono fare anche gli altri, ma Lego rimane un nostro marchio registrato e guai a chi lo tocca. Bisello ha quindi rispolverato gli stampi che aveva costruito trent’anni fa e li ha messi al lavoro a pieno ritmo nelle presse della sua azienda. Poche tipologie di mattoncini da combinare a piacere, mentre la strada di Lego, ugualmente proficua, è invece quella di proporre costruzioni complesse composte a molti pezzi speciali. La fantasia da una parte, il piacere della complessità di un puzzle dall’altra.

una creazione di fantasia preparata con Lego Digital Designer. Ma spingere su questo servizio, che richiede un’organiz-zazione in tutto il mondo, non pare nelle priorità della multinazionale. Che potreb-be lasciare spazio a una forma artigianale di produzione che va oltre la stampa del singolo mattoncino a uso personale da parte di un maker. Un Fablab o un ser-vice di stampa 3D potrebbero produrli su commissione, vendendoli con giusto mar-gine. Dopotutto è più conveniente pagare un paio di euro un mattoncino perso che comperare un’intera scatola. E che Lego artigianale sia, ma non chiamatelo così, perché il marchio è registrato e protetto con unghie e denti. ∞

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A BOCCA APERTA ! ! !

RIDUZIONE DEI TEMPI DI TRATTAMENTO, SEMPLIFICAZIONE DELLE SOLUZIONI TERAPEUTICHE, RIDUZIONE DEI COSTI, PERSONALIZZAZIONE PRECISA DELLA CURA: CON LA STAMPA 3D CAMBIANO GLI SCENARI DELLA DENTISTICA MODERNA

di Riccardo Busetto

storie 3d


migliori saranno i risultati, ma maggiori saranno anche i costi complessivi e i tempi di attesa per il paziente. Una tria-de strettamente connessa, insomma, fatta di qualità, tempi e costi.

Dalla rilevazione dati…Nel settore dentistico/odontotecnico molto è stato fatto con l’introduzione delle tecnologie digitali, sia nell’acqui-sizione dei dati anatomici del paziente, sia nella loro manipolazione. Le soluzioni della stampa 3D così come le altre tecnologie di modellazione per-mettono, in tempi assai meno dilatati, di ridurre i passi del processo, riducen-do nel contempo i costi complessivi. L’acquisizione dei dati digitali, utiliz-zando sistemi di nuova concezione, permette all’operatore del settore den-

NUn esempio di scanner 3D per uso dentistico prodotto da Carestream Dental

Facciamo un esempio: un paziente che abbia necessità di una protesi dentaria è tradizionalmente sottoposto, come primo passaggio, a un calco orale con un materiale particolare. Si tratta di un processo fastidioso, ma necessario, vista l’assoluta unicità di ogni bocca e l’impossibilità di utilizzare modelli predeterminati. Il secondo passo è l’invio del calco al laboratorio dell’odontotecnico, un passaggio che non è esente da rischi: un’errata manipolazione dell’oggetto, errori di trasporto dello stesso e gli in-convenienti e imprecisioni che carat-terizzano il mondo analogico possono interferire sul prodotto finale.Dopo la produzione di un calco in gesso, le parti da impiantare sono evidenziate e riprodotte con la maggiore cura pos-sibile direttamente a mano. Maggiore è il tempo a disposizione del tecnico,

Esempio di ponte prodotto dalla BEGO USA utilizzando un sistema di produzione additiva EOS

on si pensi che dispor-re di una stampante 3D possa trasformarvi magicamente in crea-tori di protesi. Per chi opera, invece, in un

particolare settore specializzato, come quello della dentistica, l’uso di appa-recchiature di nuova concezione, che semplificano le attività lavorative e che riducono tempi e costi di lavorazione, è elemento di accelerazione del proprio successo professionale. Senza adden-trarci in modo troppo approfondito in argomenti di carattere specialistico, più adeguati a riviste specializzate del settore, vogliamo presentare lo scena-rio tecnologico attuale, che comprende sistemi di acquisizione dati, stampa 3D e lavorazioni sottrattive applicabili al complesso settore della dentistica. Con tali dotazioni, infatti, è possibile ri-durre drasticamente sprechi, rendendo a tutti la vita più semplice e, per l’utente finale, economicamente meno onerosa.Solitamente maggiori sono i passaggi dal progetto al prodotto finale, mag-giori sono i tempi di esecuzione e i costi relativi, perché i rischi di difetti si moltiplicano. Un superamento del-le problematiche derivanti dalla rap-presentazione imprecisa del mondo analogico può essere risolto con le tec-nologie digitali. E, anche nel complesso settore dentistico, ci si sta muovendo in questa direzione.

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tistico di operare con rapidità e pre-cisione. Uno scanner del cavo orale, utilizzabile con una rapidità impensa-bile rispetto alle tradizionali tecniche d’impronta, non è altro che uno stru-mento a forma di penna (come nel caso del 3M True definition o lo scanner della Carestream Dental) o una macchina si-mile a quella delle radiografie dentali provvista di uno scanner ottico.L’acquisizione dei dati e la loro conver-sione in un file stereolitografico (STL) permettono di evitare i passaggi fisici dall’impronta al calco e di operare su un file pulito che, mediante un software di manipolazione dell’immagine, permette di estrarre le parti volute e modificarle

direttamente sullo schermo. L’invio del file STL in formato digitale al laboratorio di modellazione permette infine di tra-sferire i dati senza il rischio di perdere nulla dell’acquisizione originale. Non è una novità, sia chiaro: il primo software dedicato, il CEREC (Chairsi-de Economical Restoration of Esthetic Ceramics) è stato sviluppato addirittura nel 1980 presso l’Università di Zurigo e si è imposto ormai come uno standard.

… alla stampa 3D La stampa 3D in ambito dentistico è una delle soluzioni al problema. Le tec-niche sottrattive sono utilizzate per la modellazione della cosiddetta zirconia (diossido di zirconio), un materiale ce-ramico di estrema durezza, di colore bianco e di altissimo grado di biocom-patibilità, che viene lavorato mediante fresatura e utilizzato prevalentemente per la creazione di ponti e corone.Le tecniche additive sono diversificate a seconda dell’elemento da lavorare, delle disponibilità economiche del labo-ratorio di lavorazione e, naturalmente, dalle protesi che s’intendano produrre. Una delle tecniche che offre i risulta-ti migliori è quella della sinterizzazio-ne metallica, la cosiddetta tecnologia Dmls, Direct Metal Laser Sintering, utilizzata per la creazione di impianti definitivi. È una tecnologia avanzatissi-ma, disponibile in macchine di grande complessità e altissimo costo, quantifi-cabile in diverse centinaia di migliaia di

Un Terminator nel cassettoLa tecnologia più innovativa prende il via, a detta dell’Ad della società californiana Carbon3D, Joseph DeSimone, da un input tratto dal film Terminator 3, il robot arrivato dal futuro che prendeva forma e trasformava se stesso a partire da una massa liquida. Il processo è tanto semplice quanto avveniristico nelle sue caratteristiche fondamentali: a partire da un bagno di resina, infatti, sfruttando il processo di fotopolimerizzazione, le macchine che adottano la tecnologia CLIP, (Continuous Liquid Interface Production) riescono, attivando il processo mediante una fonte luminosa e/o inibendolo con l’apporto di ossigeno, a produrre oggetti di forma straordinaria, in alcuni casi non riproducibili con sistemi tradizionali. Le potenzialità di precisione accurata dei sistemi a tecnologia CLIP saranno di sicuro interesse per il mondo della dentistica degli anni a venire, considerando poi che la velocità di tale tecnologia permette di essere dalle 25 alle 100 volte più rapida di qualsiasi tecnologia concorrente. Non riusciremo ancora a costruirci in casa un Terminator, ma potremo riprodurre protesi dentali a velocità da fantascienza.

Esempio di prodotto dentale ottenuto mediante tecnologia WDM (foto DWS)

LA PENNA OTTICA 3M TRUE DEFINITION PER

L’ACQUISIZIONE DEI DATI 3D DEL CAVO ORALE


euro. Nonostante le potenzialità di cre-scita di questa tecnologia, l’elemento debole è dato dal prezzo rappresentato.Altra cosa è l’applicazione delle tec-nologie di stampa 3D più popolari. Le applicazioni in cui possono essere uti-lizzate con successo le 3D printer sono principalmente gli sviluppi del modello e dello scheletrato e i cosiddetti prov-visori, grosso modo tutte strutture che, poi, vengono affiancate da lavorazioni in tecnologie sottrattive, in particolare mediante fresatura. In questo settore le tecnologie di stampa 3D più utiliz-zate sono diverse: le ancora comuni stampanti FDM, i sistemi basati su SLS (Selective Laser Sintering), le stampanti che utilizzano il sistema stereolitografi-co, o la tecnologia CLIP, (vedi riquadro a pagina 18). Sulla tecnologia della prima categoria non c’è bisogno di soffermar-si, visto che è comune alle stampanti 3D per uso domestico, con comunque una qualità e un costo proporziona-

Roboze, lo spinoff di Mekatronika per la stampa 3D diretta dall’intraprendente Alessio Lorusso, sa esaltare il proprio patrimonio di conoscenza nella lavorazione meccanica dirigendosi dove il mercato lo richiede. Con la Roboze One la dinamica realtà barese ha già fatto una macchina per le piccole e medie imprese del comparto meccanico. Ora sta per sfornare una versione personalizzata per il settore dentale. Del resto la macchina sta già lavorando in una decina di studi in Italia, «dove si fanno bite al costo di un decimo rispetto al metodo tradizionale». Per adesso si utilizza una miscela di PLA, ma Lorusso sta collaborando con il CNR di Catania per lo sviluppo di tecnopolimeri acconci.Quella attesa per ottobre è una macchina dalla scocca modificata, con accorgimenti igienici, adatta ad accomodarsi in uno studio dentistico.E in virtù della collaborazione con la ricerca e sviluppo isolana utilizzerà materiali calcinabili. Per la sua commercializzazione Lorusso sta stringendo accordi con associazioni e con Dentitalia. Partirà nell’ultimo trimestre, per via di scalette

produttive già intense, che saturano la linea produttiva di Roboze (il 50% della macchina è costruito a Bari), praticamente in sold out fino a settembre. Come ci ha detto Lorusso, siamo al «momento di svolta per il settore della stampa 3D. Ora vince chi sa portare la qualità professionale, industriale, a chi finora non se l’è potuto permettere». Dario Colombo

storie 3d

La scelta di Roboze

to alla professionalità degli oggetti da creare. Ciò che conta, nel settore den-tistico, è soprattutto la precisione. Le stampanti Sls utilizzano materiali pol-verizzati come substrato per la stam-pa di nuovi oggetti. Un laser disegna nella polvere l’oggetto da stampare, che viene ottenuto mediante la fusio-ne della polvere stessa. In questo caso la precisione del laser e la finezza del-la polvere determinano la precisione di stampa, che può raggiungere livelli molto elevati. Corone, ponti e protesi parziali, con resine, calcinati, traspa-renti di vario tipo, possono essere fatti anche con il metodo Wax Deposition Modeling. E una tecnologia di grande efficacia è quella che utilizza una resi-na capace di polimerizzare in presenza della luce emessa da un proiettore, per realizzare, a strati, oggetti con livelli di precisione e accuratezza elevati, come quelli raggiunti dalle stampanti Tucano di Smart3Dnet a tecnologia Dlp. ∞

Esempio di un sistemadi sinterizzazione metallica

per uso dentistico della tedesca EOS. In figurail modello Formiga P110

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Una rete per la medicina bio-stampabile e per la stampa 3D nel settore medicale. È lo scopo

dell’Italian Digital Biomanufacturing Network, IDBN (www.ibdn.org), realtà che vuol mettere in relazione i grandi centri di ricerca medico-ospedaliera, con le loro richieste in tema di stampa 3D, e le aziende produttrici di tecnolo-gia di bioprint. Gli attori che rappresen-tano il motore di questo movimento si sono incontrati a Bologna il 26 giugno scorso presso l’Aula Magna del Centro di Ricerca Codivilla-Putti, Istituto Orto-pedico Rizzoli. «Il compito della rete IDBN è gestire a 360° le relazioni che legano il mondo della sanità e il mondo dell’industria» ha detto Nicola Bizzotto dell’Istituto di Ortopedia e Traumatologia Università di Verona, presidente di IDBN. Numerosi sono stati gli interventi, al pari delle tematiche affrontate, or-ganizzate su quattro sessioni: dalle presentazioni accademiche a quelle industriali, dalla parte dedicata alle as-sociazioni a quella delle ricadute legali. Gli interventi inaugurati da Nicola Biz-zotto, con un lavoro sulla convergenza medicina-industria, hanno sottolinea-to l’importanza del tema della compa-

IDBN, la rete per la salute

di Riccardo Busetto

Si chiama Italian Digital Biomanufacturing Network, si è costituita a Bologna e, con i medici che ci credono, punta a farci stare meglio con la stampa 3D

storie 3d


Alberto Leardinidel Rizzoli di Bologna

ha parlato dei puntidi incontro fra stampa

3D, medicinae industria

Nicola Bizzotto, dell’Istituto di Ortopedia e Traumatologia Università di Verona, presidente di IDBN

tibilità delle parti anatomiche ricreate in 3D. Gli aspetti della riduzione delle complicazioni chirurgiche con la perso-nalizzazione delle strutture anatomiche ricostruite e la riduzione dei tempi d’in-tervento, sono stati sottolineati da Pier Maria Fornasari, direttore della Banca del Tessuto Muscoloscheletrico e da Al-berto Leardini, responsabile della linea di ricerca “Computer assisted Medici-ne” del Rizzoli.

Ricerca e associazioniIntervento illuminante per le applicazio-ni nel settore dentistico è stato presen-tato da Giorgio Toffanetti della Casa di Cura Villa Santa Apollonia di Bergamo, che ha trattato della “Stampa 3D in Odontoiatria e Chirurgia Maxillo Fac-ciale”. L’area lombarda, del resto, è ricca di istituti e personalità all’avan-guardia. E per non scostarsi troppo da quanto trattato da Toffanetti, Villiam Dallolio del reparto di Neurochirurgia dell’Ospedale di Lecco, ha presentato un intervento proprio sulla “3D Prin-ting in Neurochirurgia e protesi crani-ca custom made”. Interessanti anche gli interventi di carattere ortopedico e traumatologico (Bruno Magnan, Clinica Ortopedica Università di Verona) e sul settore della chirurgia generale e va-scolare (Ferdinando Auricchio, Univer-sità di Pavia).E parte del leone l’hanno fatta le asso-ciazioni. Giusto per ricordarne alcune, l’Associazione Italiana Bioingegneria, per voce del presidente, Emanuele Chri-stin, ha affrontato il tema centrale della

3D Printing e Bioingegneria; Giancarlo Orsini, della Open Biomedical Initiative, con una presentazione sulla “Stampa 3D, sociale, protesica Low Cost e appli-cazioni”, ha sottolineato l’attualissima problematica della riduzione dei costi in ambito protesico. Walter Antonucci, dell’Associazione Tecnici di Radiolo-gia AITASIT, ha parlato di un progetto ambizioso, come quello degli obietti-

vi formativi del personale ospedaliero nell’ipotesi (fortemente auspicata) di dotare ogni ospedale con tecnologie di 3D printing.L’ad di Energy Group, Lucio Ferranti, ha offerto una prospettiva dell’impat-to delle tecnologie in ambito medico-ospedaliero, e Veronica Ceccato, di Materialise, si è soffermata sul tema dei sistemi software di controllo. ∞

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Come ogni avvento tecnologico, la stampa 3D si appresta a mo-difi care radicalmente il modo in cui usufruiamo dei prodotti indu-striali. Per l’utente fi nale in un futuro molto vicino non sarà più necessario recarsi nei negozi per fare acquisti: sarà suffi ciente collegarsi online, scaricare il modello 3D del prodotto e stamparlo a casa propria.Per questo motivo l’industria manifatturiera deve iniziare a consi-derare la progettazione dei propri prodotti anche dal punto di vista dell’ottimizzazione per la stampa 3D.Adattandosi a ogni sistema di progettazione, questa guida tratta tutto il fl usso di lavoro, dall’analisi della tecnologia da utilizzare, passando per la progettazione con un CAD professionale, fi no all’ottimizzazione del fi le STL e alla produzione del G-Code per la stampa 3D.I contenuti sono realizzati pensando a tutti i designer e progettisti industriali che si avvicinano per la prima volta a questa tecnologia e che vogliono imparare a produrre in modo corretto prototipi tec-nici o prodotti fi nali.

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Ssettembre · 2015 23

20Una

sulla

MANUS

STAMPA

Alla scorsa fiera di Hannover sono stati premiati i vincitori del settimo concorso manus indetto da Igus, in cui progettisti e utenti partecipano con le loro applicazioni con cuscinetti in polimero. Il manus d’oro è stato assegnato a un sistema di assistenza medica utilizzato nella chirurgia non invasiva per il trattamento della sordità, realizzato da Jan-Philipp Kobler dell’Università Leibniz di Hannover utilizzando i cuscinetti a strisciamento iglidur X e le guide drylin N. Il secondo premio è stato assegnato all’austriaca Mai International per una macchina che livella il massetto e che per adattarsi può essere estesa da 2,5 a quattro metri, in cui i cuscinetti in materiale plastico con funzionamento a secco continuano a lavorare spingendo via lo sporco. E fra le tante stampanti 3D che hanno partecipato al manus 2015, ha vinto il terzo premio il sistema della società sudafricana Aerosud ITC, una grande stampante 3D che realizza componenti metallici in titanio, alluminio, acciaio e oro. Il sistema lineare deve funzionare senza problemi anche in condizioni estreme, con temperature fino a 150°C o in presenza di polveri molto sottili presenti nell’aria, che i cuscinetti lineari drylin igus gestiscono senza problemi.

Vent’anni additiviQuest’anno il Gruppo CRP compie 45 anni di attività, passati nell’ambito delle lavorazioni

meccaniche di precisione e 20 in quello della fabbricazione additiva. Fondata nel 1970 da Roberto Cevolini come azienda di lavorazioni CNC di alta precisione per il settore del motorsport, l’azienda modenese ha sempre saputo evolversi consentendo di anticipare la produzione di soluzioni manifatturiere. Tra i successi mondiali dell’azienda, infatti, ci sono

il cambio in titanio per macchine di F1, realizzato con la tecnologia del Rapid Casting, e i materiali Windform per la fabbricazione additiva, che hanno aperto la strada a

nuove applicazioni, dal motorsport all’aerospazio, dall’automotive al medicale al design. Materiali adatti a due tecnologie produttive, la stampa 3D e la lavorazione CNC di precisione, per creare soluzioni impensabili da realizzare con i metodi tradizionali.

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Paperopolivive in 3d

Un curioso progetto di ricerca e collaborazione tra Dipartimenti, che ha preso vita al Politecnico di Milano ed è approdato a WOW Spazio Fumetto, con 790 edifici

di Maria Teresa Della Mura

S e vi capita di passare da Milano entro il 27 settembre, potrebbe valer la pena fare un salto a WOW Spazio Fumetto, in viale Campania, e visitare la mostra Zio

Paperone e i Segreti del Deposito. Sottotitolo: Storia e Statica del Simbolo di Paperopoli.La mostra è la sintesi di uno dei progetti di collaborazione più curiosi che possano nascere all’interno di un’università, nei quali la stampa 3D ha finito per avere un ruolo di tutto rispetto.Il luogo è il Politecnico di Milano. Gli artefici sono l’ingegnere strutturale Luca Sgambi e Marinella Levi, del dipartimento di Chimica e dei Materiali Giulio Natta. «Il progetto - racconta Sgambi - è nato come qualche volta accade, quasi per caso,

storie 3d


da una battuta sull’effettiva tenuta strutturale del deposito di Paperon de’ Paperoni». Una battuta dalla quale ha preso vita un lavoro che lo stesso Sgambi definisce «molto corretto e scientifico» al quale hanno lavorato una cinquantina di ragazzi per tutto l’anno accademi-co. Lo scopo del progetto è riassunto perfettamente in que-ste righe che accompagnano la presentazione della mostra: “Quanto denaro contiene quel bizzarro edificio blindato che domina Paperopoli dall’alto di una collina? Quanto è grande? Quali sistemi di sicurezza lo proteggono dagli assalti della Banda Bassotti e della fattucchiera Amelia? Dove e come vive il papero più ricco del mondo? Quante monete può contenere

LA MOSTRAIl progetto, incluso

il plastico di Paperopoli, è esposto a WOW Spazio

Fumetto a Milano

LUCA SGAMBIL’idea di lavorare a una ricostruzione formalmentee strutturalmente correttadel Deposito di Paperonde’ Paperoni vieneal Professor Sgambi del Politecnico di Milano, che poi coinvolge il Dipartimentodi Chimica dei Materiali

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davvero? Se esistesse veramente come sarebbe fatto? Quan-to dovrebbe essere grande un edificio per contenere davvero i 9 fantasticatilioni, 4 biliongilioni, 6 centifrugalilioni, 8700 dol-lari e 16 cent che dice di possedere Zio Paperone?”Come fonte per l’avvio del progetto, le piante del deposito, come formalizzate dal disegnatore Don Rosa. «Subito ci sia-mo resi conto che qualcosa non andava», prosegue nel suo racconto Sgambi, che ironizza sulla differenza di approccio tra ingegneri e architetti: «Mancavano le finestre, le uscite di sicurezza, lo studio strutturale. Ci siamo messi al lavoro partendo davvero da zero, anche perché non c’era lettera-tura a supporto, se non le formule per determinare la spinta di materiali granulosi e per il calcolo del cosiddetto angolo di natural declivio». Prendendo come base per i loro calcoli 5.000 monetine da 2 centesimi messe a disposizione dallo stesso museo, taglio scelto non casualmente, ma perché le più simili per peso e di-mensioni al “dime” di Paperone, gli studenti hanno sviluppato un progetto per un deposito non solo strutturalmente stabile, ma anche nel pieno rispetto della normativa vigente. Da cosa nasce cosa. Al progetto si è interessato dapprima l’architetto Ferdinando Zanzottera, già docente di Storia dell’Architettu-

Al +Lab del Politecnico di Milano, Marinella Levi e i suoi studenti studiano un nuovo approccio agli ausili per

la disabilità. Se la mostra dedicata al deposito di Paperon de’ Paperoni può essere considerato un esempio curioso di come nascano le collaborazioni all’interno del mondo dell’istruzione, all’Istituto Giulio Natta del Politecnico di Milano, gli ambiti nei quali si applica l’utilizzo della stampa 3D sono in continuo aumento. Il mondo medicale e quello degli ausili alla disabilità rappresentano da sempre due delle aree di elezione alle quali Marinella Levi maggiormente si applica, con l’aiuto dei suoi ragazzi del +Lab. In particolare, nell’ambito degli ausili, Levi ha una sua nettissima convinzione sull’importanza del coinvolgimento dei pazienti nella loro progettazione: «Gli oggetti fatti per i disabili sono brutti. Non lo sono quelli pensati e progettati con loro». Così, similmente al progetto di cui abbiamo parlato sul secondo numero di 3D Printing Creative e dedicato alle donne malate di artrite reumatoide, Marinella Levi con Valerio Fausti, Gabriele Natale, Francesco Pacelli e Sara Ridolfi (i ragazzi del +Lab) sta lavorando con un panel di sei pazienti diabetici per ridisegnare, in base alle esigenze di ciascuno, il microinfusore per l’insulina, da tutti considerato poco funzionale dal punto di vista dell’usabilità. Ciascun paziente ha lavorato su un accessorio e sullo sviluppo di una cover per il dispositivo. Cover piatte, cover morbide, ciascuno ha espresso il suo gradimento: «Siamo arrivati a pensare di stampare gli stampi, per la produzione in silicone di piccole quantità, eventualmente modificabili» raccontano

INVENTARE GLI AUSILICOSTRUENDO PAPEROPOLI Gli studenti hanno curato la stampa di 790 edifici, tutti realizzati in PLA nero, tranne quelli più significativi, per i quali si è scelto l’arancione

storie 3d


INVENTARE GLI AUSILIi ragazzi del gruppo. Un altro ambito al quale Marinella Levi e i suoi ragazzi stanno esplorando è quello degli strumenti a supporto dei non vedenti. Gli ambiti di intervento sono molteplici. «Con la Regione - spiega ancora Levi - abbiamo organizzato un corso di artigianato digitale della durata di due mesi, nel quadro del Fondo Sociale Europeo, destinato a inoccupati e disoccupati. Tra i progetti cui hanno lavorato, lo sviluppo di un supporto per il bastone, che consenta ai non vedenti di non doverlo appoggiare a terra quando si trovano in un locale pubblico. Anche in questo caso, la presenza di una persona non vedente è importante per capire in quali esperienze di una normale giornata la stampa 3D può essere d’aiuto, lavorando sul superamento dello stigma». Ma c’è di più. Levi vorrebbe portare i non vedenti negli spazi di making, pensa alla progettazione di una stampante 3D per loro. Soprattutto vorrebbe vincere almeno un paio di sfide. La prima è stampare spartiti musicali in Braille. «Stampare il nero, è la sfida. E qualcosa stiamo già facendo. Sarebbe un modo completamente nuovo di concepire lo spartito musicale per i non vedenti». E poi consentire a chi non vede di leggere i grafici. «La scrittura in rilievo di grafici è davvero una sfida. Le prime prove le abbiamo fatte a mano utilizzando una penna Doodle, ma ora siamo già un passo oltre: con Grasshopper stiamo programmando un sistema per estrarre da un file .jpeg gli assi cartesiani e il grafico, traducendoli in una linea nera che a sua volta possa essere trasformata in Stl. È una strada lunga, ma prima o poi ci arriveremo».

ra al Politecnico di Milano, che ne ha parlato a sua volta con WOW Spazio Fumetto, che a sua volta ha coinvolto la Disney.Il progetto di studio diventa idea per una mostra ed è a questo punto che entra in gioco la stampa 3D. «Per valorizzare un bel lavoro abbiamo pensato di inserire il deposito nel suo contesto naturale: la città di Paperopoli», prosegue Sgambi, che si rivol-ge a Marinella Levi con l’idea di realizzare qualche elemento in stampa 3D. Qualche elemento si è tradotto in realtà nella realizzazione di un plastico dell’intera città di Paperopoli, in scala 1:4000. Marinella Levi interviene e racconta: «sSono state utilizzate come base le mappe pubblicate nel 2014 sulla stessa rivista Topolino».Gli studenti sono partiti infatti dalla “Guida Turistica” pub-blicata a puntate a cura di Blaco Pisapia: Enes Libohova si è occupato della realizzazione delle tavole, mentre Michele Tonizzo, partendo dalla conversione della pianta in Autocad, ha estratto tutti i file dei 790 edifici che compongono la città. Ciascun edificio è stato tradotto in file Stl e successivamente stampato in PLA nero, fatti salvi gli edifici più significativi della città, dal Deposito, per l’appunto, alla casa di Paperino, pas-sando per la stazione e per il grattacielo di Rockerduck, per i quali è stato scelto l’arancione. Gli edifici sono stati a loro volta montati su una base trasparente sulla quale la mappa della città è stata riprodotta con una incisione al laser. Dopo Milano, la mostra potrebbe spostarsi a Lucca Comics. Soprattutto, ed è questo il senso della storia che vi abbiamo raccontato, nulla esclude che nuove collaborazioni possano nascere tra i diversi dipartimenti. ∞

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Possono valere 100 euro come 100 milioni. Sotto la spinta dell’opensource, della stampa 3D e del sistema Ros sta vincendo l’approccio maker

Da quando esiste il nome, di robot si è sempre parlato, con angoli diversi ma con una certa regolarità. Negli ultimi tempi, però, se ne parla ancora più di prima, anche se non sempre con maggior chiarezza. Certo è che

di progetti robotici più o meno realistici e più o meno opensource ce ne sono tanti ed è difficile districarsi. In alcuni casi c’è anche la possibilità di autocostruirli, un’attività ideale per i maker vecchi e nuovi. Certo è che tra mostri spaziali, kit da edicola e marionette c’è tanta confusione. Parlando poi di stampa 3D, una cosa balza subito all’occhio: oggi questa tecnologia influisce quasi esclusivamente sull’estetica, ancora poco sulla struttura, ma ci si attendono a breve passi da gigante, e per nulla sulle altre funzionalità. Ancora niente stampa di componenti elettromeccaniche o elettroniche, men che meno stampa di componenti metallici; pochissime le soluzioni elastiche simili a tendini e legamenti. E chi progetta rincorre sempre il sogno dell’antropomor-fismo, che porta da robot ad androidi e forse un giorno a cyborg. Ma per ora si resta vicini al punto di partenza, con soluzioni ben poco autonome.

Hubo (a sinistra) vincitoredella Drc, in un momento di relax

robotdiCreatori

di Leo Sorge

fablab & makers


Accoppiata vincenteIl Parco Esposizioni di Novegro (Milano) ha ospitato la prima edizione di Robot & Makers. L’evento, svoltosi insieme all’Expo Radiant and Silicon, ha avuto buon riscontro di pubblico. La modellistica è uno dei settori in cui la stampa 3D più avrà successo e arriva nelle moto, dov’è disponibile la prima scatola di stampaggio. Filoalfa e AR Racing hanno presentato la AXR-3D, moto venduta in kit di montaggio con pezzi originali e parti stampate in 3D. Il kit contiene parti in metallo (forcelle,

forcellone, catena), in plastica (scocca, pilota, gusci ruote) e in gomma (copertoni). Novità sono i file per stampare in 3D il telaio, gli scarichi, e il motore. La connessione con il cinema ha avuto i suoi rappresentanti grazie alla Ars, Art Robotic Studios, bella realtà di Giambattista Penna e Paolo Colombini. L’azienda opera su tre filoni: industria, progetto Aladin (robot venditore) e cinema, con una web serie incentrata su Johnny Five, il robot del film Corto Circuito. A Robot & Makers era presente l’Associazione CompVTer, radicata sul territorio, che si dedica a corsi di alfabetizzazione e ha un suo laboratorio digitale, in cui un gruppo di associati sta sviluppando progetti come la personalizzazione del pannello d’una laser cutter e l’accesso via browser a una stampante a filamento. «L’ultimo progetto in corso di acquisizione è la realizzazione di una stampante Dlp - ha detto Giuseppe Leone di CompVTer - per conto di Blue Tek». Riuscita la prova a confronto fra 4 produttori di stampanti 3D che hanno inviato dieci modelli per un test a cura del Centro Luna di Imola. Vincitrice è risultata la Delta Wasp 20x40, gli altri finalisti erano la Giotto di Krea3D, la Galileo Smart di Kentstrapper e il Personal Fabricator di Fabtotum.

Dalla fantascienza al prototipoLa classificazione dei robot fatta dal Darpa, l’Agenzia per la difesa Usa, è uno dei punti di partenza per catalogare questo mondo. In

estrema sintesi Darpa identifica quattro categorie: fantascienza, in-dustriali, telecomandati e parzialmente autonomi.

Quello che resta nella mente di tutti, ovvero un umanoide che somigli molto alla versione del film Io, Robot, è classificato fantascienza. Come vedremo, somiglia molto ad alcuni progetti che mediaticamente vanno per la maggiore. Anche la quarta categoria, quella dei robot almeno parzialmente autonomi, ha una esplicita caratteristica: non ha finora prodotto modelli disponibili, ma solo tentativi.

Darpa Robot ChallengeI progetti di quarto livello sono mostri super-accessoriati alti quanto un uomo e di peso tipico intorno ai 100 kg. Staff molto numerosi impiegano risorse internazionali per un certo numero di anni: nulla a che vedere con i progetto open source dalle sembianze stampabili a casa, insomma. La ricerca di robot capaci di svolgere alcuni compiti di salvataggio in disastri naturali o causati dall’uomo ha spinto all’organizzazione del Darpa Robotics Challenge, in breve Drc. All’inizio di giugno 2015, i 25 team giunti da tutto il mondo e usciti da selezioni precedenti si sono confrontati su otto compiti. I tre premi sono andati al coreano Drc-Hubo del team Kaist (Daejeon), allo statunitense Running Man della IHMC Robotics (Pensacola, Florida) e all’altro statunitense Chimp, del team Tartan Rescue (Pittsburg, Pennsylvania). Al primo sono andati ben 2 milioni di dollari, al secondo 1 milione e al terzo 500 mila. Alle finali ha partecipato anche l’italiano Walk-Man.

Il modello di moto stampata in 3D, la AXR-3D di Ar Racing, con i materiali di Filoalfa

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Walk-Man, l’italianoWalk-man è un robot umanoide sviluppato di recente dall’Istituto Italiano di Tecno-logia di Genova e il centro ricerche E. Piaggio dell’Università di Pisa, nell’ambito di un progetto finanziato dall’Ue. Iniziato nel 2013, il programma di ricerca si propone di sviluppare un robot umanoide per le operazioni di risposta alle catastrofi. Il Whole Body Adaptive Locomotion and Manipulation intende potenziare le capacità dei robot umanoidi esistenti, consentendo loro di operare in situazioni di emergenza in siti civili danneggiati quali edifici, fabbriche, uffici e abitazioni. Il prototipo di Walk-Man è alto 1,85 m, ha apertura delle braccia di 2 metri e pesa ben 118 kg. È completamente autonomo, grazie alla batteria da 2KWh con cui erogare corrente ai 33 motori elettrici ad alta potenza. Il corpo ha 33 gradi di libertà, tutti dotati di intrinseca elasticità, che conferiscono superiori capacità di interazione fisica. Il sistema di percezione roboti-ca comprende il rilevamento della coppia, sensori end-effector F/T e un sistema di visione stereoscopica (tramite scanner laser 3D). Sensori sulla testa e sull’area del bacino forniscono il rilevamento inerziale per l’orientamento del corpo. Una copertura morbida montata lungo il corpo resiste agli urti, compresi quelli avvenuti durante gli incidenti di caduta. L’interfaccia software del robot è basata sul middleware e su Ros. Walk-Man ha concluso il Drc al 17mo posto, cadendo durante la terza prova per un

problema di batterie. Lo staff realizzativo di Walk-Man è di 27 persone che hanno lavorato per dieci mesi, un tempo molto breve per progetti di queste dimensioni. A suo tempo l’Iit aveva portato avanti an-che l’iCub, il robot bambino, un progetto che continua a svilupparsi e a reinven-tarsi.

Poppy, Nao, Darwin-OpUna spina dorsale strutturata e artico-lata, insieme a strutture semplici in luo-go delle ossa lunghe del corpo umano, è l’elemento distintivo di Poppy, la pro-posta francese dell’Inria di Bordeaux, in Francia. È alto 84 cm e pesa circa 3,5 kg. Movimento e interazione sono affi-date alle due telecamere in dotazione. Le tre linee d’uso di Poppy sono quelle

Un marziano a RomaLa robotica autonoma, dedicata a sistemi capaci di muoversi, è in continua evoluzione. Sviluppa sistemi civili e militari per il pattugliamento, la pulizia di case e giardini e altre funzioni importanti che condividono un aspetto essenziale: non sono antropomorfe. A Roma c’è un gruppo che opera sotto il nome di Officine Robotiche: partecipa alle Maker Faire, organizza i propri eventi con demo, corsi e competizioni, sviluppa progetti. Il più interessante è la scheda di controllo microNav, in breve uNav, un controller specificamente pensato per i sistemi Slam, Simultaneous localization and mapping, una funzione software che costruisce autonomamente la mappa di luoghi nei quali vengono introdotti. Questi sistemi hanno una grande importanza perché riescono a esplorare aree inadatte all’uomo e richiedono un’enorme potenza computazionale. Walter Lucetti, che è membro di Officine Robotiche, fa suo uNav per il progetto MyzharBot. L’obiettivo è arrivare a una piattaforma robotica mobile autonoma, dotata di visione artificiale e capacità percettive tridimensionali. La scheda uNav si ripropone di seguire le orme di Arduino in un campo molto più specifico. Il progetto MyzharBot ha destato l’attenzione dei grandi nomi della computazione come Nvidia.

Robotica e stampa 3D protagonisti già alla scorsa edizione della Maker Faire di Roma

fablab & makers


standard: ricerca scientifica, performance artistiche e robot makers. Poppy rientra nella categoria di prezzo sotto ai 10mila euro. La gran parte del costo, circa il 60%, è dovuto ai 25 attuatori e ai 5 motori. È opensource, adattissimo a maker con una certa esperienza, con la struttura stampata in 3D della quale è ovviamente disponi-bile l’elenco dei pezzi. All’interno dello stesso progetto rientrano anche altri automi. Nella stessa categoria rientrano anche altri due modelli di buon successo mediatico, Nao e Darvin-Op.

Il progetto InMoov In una fascia di prezzo intorno ai mille euro si muovono altri progetti dei quali si parla molto. Forse al momento il più famoso è InMoov, il progetto artistico di Gaël Langevin. Agli albori era solo una mano, poi è diventato qualcosa di molto più interessante. Per restare nella categoria di prez-zo più bassa, però, ancora non cammina, né sta in piedi senza supporti. Molti gruppi stanno la-vorando in questa direzione. In Italia abbiamo un ambasciatore di InMoov: è Alessandro Didon-na, studente in ingegneria mec-canica di Bari. «Normalmente un robot umanoide costa tra 5 e 10 mila euro, mentre con InMoov siamo sotto i 700», spiega Ales-

Il robot Poppy testimonia il peso

delle gambe e dei piedi

nei progetti antropomorfi

In quanto progetto con valenze anche artistiche, InMoov

si permette licenze poetiche

Ros è un framework flessibile per la scrittura di software specifico per robot. È una collezione di strumenti, librerie e convenzioni per semplificare la creazione di un comportamento robot complesso e robusto. Tra gli strumenti troviamo comunicazione di comandi, controllo remoto, monitoraggio dello stato, interfaccia con i sensori standard più diffusi. È anche grazie a Ros che la robotica ha recentemente fatto passi da gigante in ambito universitario. Come tutti i framework serve a non reinventare la ruota, mettendo a fattor comune conoscenze ed esperienze di primo livello. Per esempio, un laboratorio potrebbe avere esperti di mappatura di ambienti interni, fornendo un sistema mondiale per la produzione di mappe. Un altro gruppo potrebbe avere esperti di navigazione, e un altro ancora sa come far riconoscere ai robot piccoli oggetti in disordine. Con Ros tutti i gruppi possono collaborare.

Robot Operating System

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sandro. Anche il suo percorso robotico è particolare, anche se gli studi lo aiutano: «prima di dedicarmi ad InMoov, io non sapevo nulla di programmazione né di 3D printing - racconta - ho preso contatto con le community InMoov e My Robot Lab, che mi hanno aiutato a crescere: oggi le ricambio facendo supporto, compresi video tutorial. Per collegare i nostri 20-25 motori abbiamo sviluppato una nostra shield su Arduino Mega», un passo necessario per semplificare l’assemblaggio. Per ora è stata sviluppata la parte superiore del corpo. Metterlo in piedi e farlo camminare su gambe costa molto, sia in soldi, sia in complessità. E la produzione dei supporti con sovrapposizione di layer pone dei vincoli alla realizzazione dei componenti meccanici, che devono rispondere a vari tipi di sollecitazione, alle volte forti come una caduta.

Robot in gambaCon Didonna possiamo guardare più da vicino i problemi fisici da risolvere per far camminare un robot come un essere umano. «Far camminare InMoov dipende dalle quantità di sensori dai cui dati calcolare velocità angolare e potenza dei motori». Si tratta sempre di risolvere il classico problema del pendolo inverso, con la massa so-

pra al filo (in questo caso, le gambe). «Ci vogliono tra 6 ed 8 attuatori lineari, che costano circa 200 euro ciascuno», trop-po per questo progetto, almeno per ora: ma «dei ragazzi francesi stanno studian-do un nuovo meccanismo per gambe a basso costo». Un progetto più standard sta adattando il segway, veicolo elettrico a bilanciamento automatico basato su due ruote e un motore elettrico, ben noto nel mondo: il sapere di riferimento è in Open Wheels, la versione open source – open hardware del segway commer-ciale. Altri progetti stanno integrando Oculus Rift (anche simili a bassissimo costo per teleoperare), Leap Motion, Myo (braccialetto per controllo muscoli avambraccio con cinematica inversa) e Simpel Open NI per lo skeleton tracking. La lezione del Kinect è in fase di adatta-mento. Si può fare fingertracking con il

Jimmy “lo stampato“Lo scorso anno fece molto clamore Jimmy, il robot opensource e stampato in 3D di Intel, basato su scheda Galileo e alto circa 75 cm. Hr-Os1 -questo il suo nome tecnico- fu prodotto in 50 esemplari, venduti on-line dalla Trossen a 1.600 dollari come endoscheletro. Si noti bene, i pezzi non avevano il corpo esterno, fatto in plastica e da stamparsi da soli. Qualcosa di buono però ci ha lasciato: i quattro Design Report, libri ben dettagliati liberamente scaricabili in pdf. Apparentemente, invece, i file Stl per pilotare la stampante non sono ancora liberamente disponibili. L’annuncio del 2014 inoltre prevedeva successive produzioni a prezzi inferiori. Esteticamente Jimmy era simile a Robi, il robottino alto 35 cm venduto nelle edicole giapponesi a oltre 100 mila persone (l’idea di Tomotaka Takahashi è poi approdata anche in Italia). L’elettronica doveva essere più sofisticata, con un vero e proprio App Shop per fargli svolgere i più disparati compiti.

Brian David Johnson di Intel tiene in mano Jimmy

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Kinect 2, che però è troppo grande per essere alloggiato nel contenitore di InMoov. Nonostante lo schema di pensiero, il Kinect è poco adatto an-che per l’individuazione del percorso, che però verrà probabilmente fatta con i classici sistemi laser. Certo con questo approccio i volti dei nostri amici elettromeccanici non sono granché espressivi. All’altro estremo delle microespressioni troviamo l’azienda di David Hanson, la cui ultima realizzazione è Han, testa umanoide che esprime emozioni.

Cosa fare domaniSpesso si confonde la forma con la sostanza, la teorica disponibilità di un kit aperto, con gli impieghi che potrebbe avere il dispositivo finale. Dal punto di vista strutturale, densità e composizione umana sono lungi dall’essere avvicinate come un unico assieme, anche se in casi specifici possono essere anche superate (forza, resistenza, precisione, campi di applicazione). Per quanto riguarda l’impiego di ciò che va sotto il nome di stampa 3D, in generale siamo fermi ai contenitori, alle volte completi di contatti elettrici. Né l'elettronica, né i motori sono affidati alla prototipazione rapida; probabilmente potrebbero essere realizzate in 3D alcune componenti meccaniche di base (barre, molle, viti), ma sul mercato ce ne sono a prezzi bassi e con prestazioni affidabili e note. «La stampante 3D è una delle tante macchine a controllo numerico - riprende Alessandro Didonna - è vincente se c’è un’unicità dell’obiettivo». È vero che per la prototipazione di esemplari unici è straordinaria, visto che mantiene tempi e costi bassi anche su forme particolari. Ma in questa fase del suo percorso «il concetto di 3D printing è esasperato». È d’accordo Walter Lucetti di Officine Robotiche, che rilancia: «l’altra tecnica di stampa 3D, quella laser, che usa la resina invece del Pla, è sicuramente più precisa e permette anche di realizzare componenti tubolari dove far scorrere liquidi, ma siamo ancora lontani dall’utilizzo per robot robusti e sicuri». Stupisce che l’elasticità nel movimento ora sia affidata a molle e altri tessuti non controllati elettronicamente, oggetti da reperire sul mercato e non prototipati singo-larmente. Lo sbocco potrebbe essere un tessuto connettivo di nuova generazione, realizzato con prototipatori come i Bio-Bots di Rashid Bashi, piccoli muscoli stampati in 3D e attivati elettricamente. ∞

Le teste robotiche di Hanson sono

acquistate da molti enti di ricerca

mondiali, e non solo. Il segreto della

naturalezza espressiva sta nel Frubber,

materiale acquoso che dona naturalezza ai

movimenti meccanici.

21 st Century Robotwww.21stcenturyrobot.com/#!design/c1bte/

Ars, Art Robotic Studioswww.artroboticstudios.com/

Bio-Bots http://libna.mntl.illinois.edu/

Centro Luna www.uniluna.com

Darpa Robotics Challengewww.theroboticschallenge.org/teams

Drc-Hubowww.drc-hubo.com/

Hanson Roboticswww.hansonrobotics.com/

Poppyhttps://github.com/poppy-project

Roswww.ros.org/

Trossenwww.trossenrobotics.com/HR-OS1/

Walk-manwww.walk-man.eu/

Yarpwww.yarp.itSi

tografi

a

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Una per il robot

Alan Comini del Fablab Parma ci racconta come si contribuisce a creare e comandare un umanoide. Stampando le parti in 3D di Dario Colombo

Era l’inizio dell’anno scorso. In seno al nascente Fablab di Parma, presso lo spazio

delle Officine On/Off, Alan Comini, il fab-ber Daniele Caltabiano e il coordinatore del Fablab Pietro Dioni decidono di par-tecipare al progetto Inmoov che punta a realizzare un robot umanoide in open-source. A Parma si decide di contribu-ire con una mano meccanica stampata completamente in 3D, con movimento indipendente delle singole dita, pollice opponibile e rotazione del polso. «Dopo averlo realizzato - spiega Comi-

mano

Nei vari tentativi il Fablab Parma ha anche provato a realizzare una mano protesica completamente meccanica, controllata dai movimenti del

polso come nel progetto e-Nable, riuscendo ad arrivare a una mano costituita da sole tre parti. Ciò ha consentito di capire i limiti della tecnologia: cioè i ma-

ESPERIMENTO IN TRE PARTILa Multihand 3 per il progetto

e-Nable

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teriali devono essere utilizzati in geometrie studiate per dare un buon ritorno elastico, ma poco sforzo durante la deformazione. In ultimo, l’usura nei punti deformati non deve snervare la giunzione. Anche il modo di stampare i vari la-yer è fondamentale, relativamente a orientamento, spessori e diametro ugelli.

ESPERIMENTO IN TRE PARTI

Bologna dell’anno scorso e a raccontare sulla rivista (sul numero 3 di 3D Printing Creative), comincia così a fare il giro di fiere ed eventi maker italiani. Riscuote inevitabilmente interesse, soprattutto in ambito biomedicale. E quindi si divide in due progetti. Uno si orienta alla possibili-tà di comandare i movimenti con sensori mioelettrici, cioè con la mano che si apre e si chiude leggendo i segnali elettrici dei muscoli, o attraverso lo stato mentale, cioè con la lettura del livello di concen-trazione con sensori di rilevamento delle onde alfa e beta del cervello.

Come nasce la MultihandCon l’altro ramo di progettazione, con il gruppo interno al Fablab Macaroni Divi-sion I, a Parma si spingono sul disegno di una nuova meccanica, cercando di sfruttare nuovi concetti e nuovi materia-li. «Siamo partiti col realizzare una base per una mano meccanica a uso generico - spiega Comini - ma poi si è intravista la possibilità di realizzare una vera e pro-pria protesi di mano funzionale, mecca-nicamente semplice da realizzare e con componenti facilmente rimpiazzabili. È proprio per la moltiplicità di utilizzi che abbiamo previsto che l’abbiamo battez-zata Multihand». Comini e soci intendevano tentare altre vie rispetto ai progetti protesici, anche opensource, che si trovano in rete, ma che meccanicamente sono ritenuti trop-po complessi anche solo da assembla-re o che per la realizzazione richiedono strumentazione, lavorazioni e materiali non alla portata di tutti. L’idea dei fabber parmigiani, infatti, era quella di riuscire ad avere un oggetto replicabile con una stampante 3D FDM (non SLA o SLS), con un’elettronica ed elettromeccanica per la movimentazio-ne che fosse reperibile ovunque. Quin-di, Arduino per la parte di intelligenza e servomotori da modellismo per la parte di movimentazione.

ni - il desiderio dell’hacker ha preso il sopravvento su quello del maker. Vole-vamo comandare i movimenti non solo con un pc e l’ormai onnipresente scheda Arduino, ma provare a replicare le azioni della mano di un operatore remoto via radio, in WiFi. Abbiamo così aggiunto la possibilità di controllare ogni singolo dito e la rotazione del polso, con un guan-to munito di sensori di flessione su ogni dito e giroscopio sul dorso del guanto al fine di controllare anche la rotazione del polso». La mano bionica, che avevamo cominciato a vedere a Expo Sanità di

La Macaroni division: Pietro Dioni, Lara Ravasi e Alan Comini

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DAL FONDATORE DEL PROGETTO ARDUINO MASSIMO BANZILA TERZA EDIZIONE DELLA GUIDA UFFICIALE

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I file per realizzare la mano possono essere scaricati da Youmagine.com dove sono presenti anche foto e video del funzionamento della Multihand.https://www.youmagine.com/designs/multihand-project

Lo stato del progetto Inmoov si controlla qui:www.inmoov.fr

Il progetto e-Nable http://enablingthefuture.orgcom

e fa

re

La stampa delle dita è avvenuta

con differenti studi di materiali

e geometrie

Multihand 2, salda e precisa

La sperimentazione del controllo mioelettrico

e mentale

Altro importante fattore del progetto è che i disegni sono stati realizzati con software parametrici per cui è possibile ridimensionare le componenti in modo da riscostruire modelli in scala perfet-tamente funzionanti, occorre solo sosti-tuire i servomotori con altre di diverse dimensioni. La velocità con cui è possibile immagi-nare e realizzare nuove soluzioni con la stampa 3D consente di arrivare alla mi-glior soluzione: a Parma sono arrivati ad avere una mano costituita da soli quattro parti da stampare in PLA flessibile e 3

Meno motori, più PLAE se gli altri progetti hanno un motore per ogni dito e un tendine per stringe-re la presa e uno per riaprirla, a Parma hanno dimezzato il numero di servomo-tori: «controlliamo solamente la chiusura della mano - spiega Comini - il ritorno in posizione aperta è dato dall’elasticità del materiale stesso che altro non è che il PLA flessibile. Usiamo un solo servomo-tore per controllare due dita, e un terzo e ultimo motore è dedicato al pollice, se lo si vuole opponibile, ma può lavorare tranquillamente in posizione fissa, ga-rantendo comunque una più elementare presa». Per i tendini sono stati impiegati quei cordini intrecciati che vengono uti-lizzati in campo alpinistico al posto di cavi in acciaio o fili di nylon, che per Co-mini sono troppo sottili se si vuole che siano flessibili, usurano le sedi che li guidano o sono troppo rigidi se si usano diametri superiori.

parti in PLA o ABS. «Se l’imperativo ha-cker è migliorare e semplificare - com-menta Comini - i risultati che abbiamo raggiunto ci confortano». Allo stato attuale, gli stessi materia-li flessibili di cui sono costituite le dita, non richiedono un controllo di forza e questo è sempre in direzione della sem-plificazione. «Per ora - conclude Comini - ci siamo focalizzati sulla realizzazio-ne meccanica, in seguito svilupperemo nuovi modi di interfacciare l’uomo con il movimento della mano. Lasceremo da parte sensori mioelettrici per passare a tecnologie più semplici da implemen-tare e soprattutto tarare. Infatti non si dice mai quanto questi sistemi debba-no passare alla fase di taratura prima di diventare utilizzabili per il controllo di protesi. Ora siamo alla fase di prototipo funzionante. In futuro, chiedendo anche aiuto della rete, miglioreremo ingombri ed estetica». ∞

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americanoticino

un

in

Niklaus Stocker ha creato Openlab Group,

il primo makerspace della Svizzera italiana

che si ispira ai modelli d’Oltreoceano

di Dario Colombo

Da inizio giugno a Lamone, poco fuori Lugano, è atti-vo Openlab Group, un ma-

kerspace impostato come se dovesse trovarsi a Denver o a Tucson. Perché un luogo del fare di puro stampo america-no nel cuore del Canton Ticino? «Perché non c’era e io avrei sempre desiderato andarci: allora me lo sono creato», è la risposta tranchant che ci dà il suo fon-datore, Niklaus Stocker. Lo ha “covato”, è proprio il caso di dirlo, per un anno e mezzo e ora ci lavorano 2,5 persone (in Svizzera l’impiegato part time viene cal-colato 0,5), più i volontari e gli istruttori esterni, assoldati per fare formazione.Stocker è un meccanico di precisione che ha fatto apprendistato in una socie-tà di sottomarini (sic) di Balerna vicino

Chiasso. Poi lavorato alla Ruagg sugli aerei militari. La passione per mettere le mani sulle cose l’ha sempre avuta. Un viaggio in America gli fa conoscere i makerspace, con tutto il patrimonio di prototipazione. Una folgorazione: tornato in Ticino si mette in testa di crearne uno. Cerca su Internet come si fa un business plan, lo redige e lo presenta ai business angel locali, che glielo sistemano (ovvia-mente); Fondazione Synergia di Lugano gli dà un ufficio per un anno a palazzo Botta e ad aprile c’è l’approvazione del piano e la creazione della società ano-nima. Stocker individua uno spazio a Lamone, poco fuori Lugano, un capan-none da 800 mq, in cui metterci quattro laboratori, che chiama basic, tech, wood e metal, ovvero: generale, tecnologico

Il magazzino di Lamone, vicino Lugano, adattato a makerspace

fablab & makers


Niklaus Stocker, fondatore di OpenLab, durante la fiera Ticino Case Expo di Lugano,

prima uscita pubblica del makerspace ticinese

(con stampanti 3D), di falegnameria e un’officina meccanica. Di tasca propria ci mette 100mila franchi per avviarli.

Chi lo frequentaPer fruire del makerspace l’utente si deve associare con abbonamento che può essere annuo, mensile, giornaliero.Al giorno costa 70 franchi. Più conve-niente un mese full time (234 franchi) o serale (187 franchi). Un anno full time costa 2.246 franchi, serale 1.797. Il so-cio ha libero accesso a qualsiasi mac-chinario per 2 ore al giorno. Quelle in più le paga 5 franchi l’una. Ci sono anche 250 metri quadri affittabili per proget-ti speciali. Si fa anche formazione, con un’aula da 12 posti: sono in programma corsi di disegno 3D con Rhinoceros, di

stampa 3D, di tornio e fresa. Tasso di ri-sposta dei ticinesi? «Alto - dice Stocker -. Sono arrivati studenti, artigiani, disoccu-pati, hobbisti. Ma da noi possono venire le aziende, per fare prototipi, o anche il Municipio di Lugano, per le manutenzio-ni». La fase di avvio ha avuto costi alti e si è scontrata con varie renitenze: «le banche non ci hanno dato leasing perché non abbiamo tre anni di storico. Abbia-mo dovuto fare l’assicurazione su misura

perché non esiste un modello per i ma-kerspace. I membri ci devono presentare la propria RC privata e firmare un modello di scarico. Fatto il cambio di destinazio-ne stabile, perché è aperto al pubblico. E per adempiere alle normative sanitarie dobbiamo coprire le stampanti 3D con plexiglas». Scoraggiati? No: «Siamo a un decimo del percorso - proclama Stocker - vogliamo investire ancora e portare l’in-dustria nelle case di tutti». ∞

Basic: banchi da lavoro, carrelli attrezzi, life per le auto, pompa a vuoto per fibre di carbonio e fibre di vetro.

Tech: 2 stampanti 3D 3drag; taglio laser, macchina per schede stampate; plotterina per vinile e stoffe; oscilloscopi, alimentatori da banco; postazione elettronica.

Wood: sega a disco, pialla a filo e spessore, Cnc per legno 2 metri per 1,2, aspiratore per trucioli, trapano a colonna, sega circolare a mano, elettro utensili.

Metal: tornio, fresa ad avanzamento automatico, sega a nastro per metalli, saldatrice Tig per alluminio e acciaio, saldatrice a elettrodi, a filo, taglio al plasma, smerigliatrici, trapano a colonna.

Cosa c’è nei laboratori

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Michele Faini, presidente del Fablab Brescia

FAB LAB

Brescia si industriauona volontà, tanta. Coraggio pure (del resto, parliamo della Leonessa d’Italia). Perseveranza, garantita. Visione, lunghissima: diffondere sul ter-ritorio la conoscenza e l’impiego delle tecnologie di stampa 3D, robotica e progettazione. Sono i connotati del Fablab Brescia e delle persone che lo

animano. Su tutte, Michele Faini, 29 anni, interface designer che ne è il presidente. Lo abbiamo incontrato a Ticino Case Expo, a Lugano, e ci ha raccontato la genesi del primo laboratorio di fabbricazione digitale sorto a Brescia. Il Fablab è nato a settem-bre 2014, interno allo studio di progettazione di disegno industriale Expoint, che è un covo di designer, essendo stato creato anche dalla interior designer Eliana Valen-

ti e dalla industrial designer Giulia Kron Morelli. Animatore dell’idea maker è però Faini, che da cinque anni si costruiva da solo le stampanti 3D, «la prima una Makerbot in legno nel 2010», ri-corda. Lo studio Expoint ha sede presso il Centro Direzionale Tre Torri, a Brescia, e lì Faini vi ricava uno spazio di 50 mq a uso laboratorio. Ci mette dentro qualche stampante, una rete e prende il via. Unico limite di questa collocazione «sono gli orari di ufficio - ammette Faini - Ma gli associati possono venire quando vogliono. Facciamo an-che aperture serali. E il vantaggio è che non pa-ghiamo l’affitto». Uno spazio piccolo, quindi, che si è dato una grande missione, eminentemente divulgativa: «noi siamo un’associazione cultura-le, riconosciuta con atto notarile» spiega Faini.

Compiuto un anno di attività, il Fablab locale fa il bilancio con il valore delle idee portate sul territorio e punta a ingrandirsidi Dario Colombo

fablab & makers


Già 80 gli associati, di varia provenienza. C’è lo studente universi-tario e quello medio; ci sono i professionisti e anche i pensionati. E ci sono gli imprenditori della zona, che vogliono vedere e toccare con mano cosa possono fare con la stampa 3D. Per essere soci basta poco: la quota è di 70 euro annui, 50 per gli studenti. Con questo si ha accesso agli spazi con la rete. Nel laboratorio ci sono 5 stampanti 3D, un taglio laser autocostruito, sega verticale, trapano verticale, schede Arduino e in progettazione c’è un Cnc.

Libertà di fare da soli«Tutto è autocostruito, per crescere dal punto di vista mentale - spiega Faini -. Noi siamo maker, non vogliamo dipendere da altri, affrontiamo i problemi da soli». E così facendo si sviluppano com-petenze sulle macchine: «con la nostra pratica abbiamo aggiustato cinque Makerbot in zona. Siamo diventati elemento di riferimento del territorio e vogliamo restare in provincia, perché il modello deve replicarsi». L’ambizione è quella che anima le esperienze di sharing economy: crescere senza far rimanere nessuno indietro.«Vorremmo che chi partecipa al Fablab - ci dice Faini - possa uscir-ne con un crescita in termini di conoscenze da riportare nel suo lavoro. A titolo si esempio, se un architetto sa proporre qualcosa di diverso dagli altri è più facile che faccia carriera». Tutto questo è valido a livello teorico, ma nella pratica che avviene?«Alcune aziende ci hanno chiesto consulenza per insegnare le tec-nologie di autoproduzione - ci spiega Faini -. Ce l’ha chiesto una falegnameria industriale, per fare prototipi in stampa 3D e taglio laser. Abbiamo fatto ambientazione di progetti in miniatura, con mobiletti stampati in 3D. Un’azienda che fa terreni di coltura nel microbiologico e macchinari per analisi forense da noi voleva un modello culturale di condivisione di conoscenze».

Allora come sta in piedi il Fablab? «Diamo il nostro aiu-to contro una donazione di macchinario o di spazio». Un crowdfunding autogestito, insomma, senza piattaforma. E un grande impegno, anche fisico. «Lo studio va avanti perché apro alle 6 di mattina e chiudo alle 10 di sera, e sabato e domenica spesso non sono giorni festivi. Come Fablab stiamo cercando uno spazio più grande e asso-ciati che possano seguire le attività in modo continuati-vo». Finanziamenti? «Li stiamo aspettando, ma non spero nell’Europa, piuttosto nel locale». ∞

Valenti Faini MorelliEliana Valenti, interior designer, Michele Faini, interface designer, Giulia Kron Morelli, industrial designer

L’area delle stampanti 3D allestita da Faini

e un gruppo di lavoro in azione al Fablab Brescia

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Il maker e la legge

Un rapporto non sempre facile e chiaro. Ce lo dice la storia, che ripercorriamo con Marco Giacomello per arrivare a una chiave di lettura utile adesso

di Dario Colombo

«Q uel che la legge chiede oggi è sempre più stupido, tanto quanto uno sceriffo che arresti un aeroplano per violazione di proprietà. Ma le conseguenze di questa stupidità saranno

molto più profonde». La citazione, propostaci dall’avvocato Marco Giacomello, è tratta da “Cultura libera” di Lawrence Lessig.Un’immagine pittoresca, che ci è utile per cominciare a inqua-drare il rapporto che oggi esiste fra creatore (maker) e legge vigente, liberandoci dallo schema della proprietà intellettuale (che abbiamo già trattato sul numero 5). Ossia il rapporto fra il nuovo homo faber e il vecchio ius, che è sempre in bilico fra rispetto e sfide. Un rapporto non facile. Sin dal 1903. Tanto indietro ci porta la riflessione di Giacomello (e di Lessig), a quando i fratelli Wright inventarono l’aeroplano e lo fecero volare su una spiaggia del North Carolina. Fu grande l’interesse, innumerevoli le esplosioni di gioia. Ma anche le riflessioni su come sarebbe cambiato il mondo dal quel giorno in poi.


fablab & makers

Come riporta Wikipedia, Lawrence Lessig è un giurista americano, direttore della Edmond J.Safra Foundation Center for Ethics dell’Università di Harvard, dove insegna diritto. Ha fondato lo Stanford Centre for Internet and Society. È anche membro del consiglio direttivo della Electronic Frontier Foundation e del Software Freedom Law Center. Ma è forse più noto per aver creato e diretto Creative Commons. Sostiene la riduzione delle restrizioni legali su diritto d’autore, marchi commerciali e spettro delle frequenze radio.

Chi è Lawrence Lessig

A quell’epoca, infatti, le leggi americane sostenevano che la proprietà di un terreno appartenesse al proprietario per tutta la terra al di sotto di quell’appezzamento, e per tutto lo spazio al di sopra della stessa, fino a un’estensione indefinita verso l’alto. Fatta l’invenzione, insomma, da parte dei due fratelli-maker, trovato il cavillo.

L’invenzione cambia lo scenarioPer decine di anni i giuristi americani, e non solo loro, si erano posti il problema di quanto fosse ampia questa estensione, e arrivarono a chiedersi se il proprietario di quel terreno pos-sedesse anche le stelle sopra al suo terreno. Con l’arrivo di una tecnologia rivoluzionaria come l’aeroplano le domande divennero più pratiche e reali: cosa succedeva quando un ae-reo passava sopra la proprietà di un soggetto? Il proprietario poteva vietare il passaggio? O ancora: il proprietario poteva decidere di concedere una licenza esclusiva a un solo vettore aereo per il passaggio sopra alla sua proprietà e chiudere il passaggio a tutti gli altri?

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Copiare da chi ha fatto meglio di te non è un delitto. Potrebbe quasi essere un gesto di responsabilità: vera sostenibilità, che fa ottimizzare conoscenze e risorse. Lo disse, con ovvio senso di provocazione, l’architetto Andrea Pacciani a 3DPrint Hub di Milano, parlando a una platea di interessati al rapporto fra 3D printing e design. Pacciani, che con la sua creatura Ushak (Atelier di meraviglie, a Parma, in vicolo del Carmine 1: http://www.ushak.it) si sente una startup, non crede che la stampa 3D sia una rivoluzione copernicana, ma pensa che utilizzandola bene ci si possa gratificare. Il punto è: quale svolta può dare il 3D a ciò che ci circonda? Pacciani segue la strada di valorizzare quanto è stato trascurato: le cose fatte su misura, la personalizzazione. La stampa 3D rompe la serialità. E fa vincere la cultura dell'uso contro quella del consumo. Ecco perché copiare cose belle e funzionali è fare la vera sostenibilità, creando una via per ottimizzare conoscenze e risorse. In pratica Pacciani ha prodotto con sinterizzazione laser degli oggetti che si facevano con i torni a rosetta del seicento. Li ha stampati in PLA, fruendo dei servizi di Materialize. E poi li ha dati in mano ai decoratori. Il punto, infatti, sta nella finitura: gli oggetti stampati in 3D sono genericamente brutti. Nel caso li si intenda vendere va fatta una post produzione, con trattamento finale che trasmetta il valore del materiale. In futuro sarà l’automobile: i grandi carrozzieri, ricorda Pacciani, facevano un bel vestito al motore. Si prospetta un ritorno al fatto su misura, alle cose diverse da quelle del prossimo: motore performante, ma scocca personalizzata.

LA Copia Èsostenibile

La prima svolta Si arriva così al 1945, quando queste domande furono ogget-to di un caso federale americano che cambiò il rapporto tra diritto e nuove tecnologie. La Corte Suprema concluse che quelle norme non avevano più spazio nel mondo moderno: il senso comune si sarebbe infatti ribellato. Ed è proprio da questo concetto che per Giacomello si deve partire per capire il contrasto che ancora oggi vige tra diritto e nuove tecnologie. Deve essere la legge ad adeguarsi, a cambiare, a essere lun-gimirante, a permettere di innovare e di formare generazioni che non siano dei criminali digitali.

La legge si deve adeguareBalziamo ai giorni nostri. Quello che accade oggi con la diffu-sione della stampa 3D ha grandi similitudini con lo scontro tra innovazione e leggi avvenuto tanti anni fa. E probabilmente, per Giacomello, il conflitto sarà ancora più duro e con esiti più vasti, in quanto la stampa 3D è una tec-nologia trasversale, che impatta su quasi tutti i settori della nostra vita e, di conseguenza, è destinata a scontrarsi con moltissime delle norme giuridiche attualmente vigenti: dalla responsabilità del produttore alla proprietà intellettuale, dalla brevettabilità degli organi stampati in 3D alla riproduzione di opere d’arte da semplici fotografie. Il maker di oggi, per Gia-comello, deve districarsi tra una selva di norme, restrizioni, permessi e licenze, norme poco chiare e concetti analogici e non più applicabili. E sia chiaro: «questo è corretto, non si può lasciare anarchia totale all’innovazione, e le leggi devono essere rispettate. È in-vece l’innovazione che deve essere supportata da norme che permettano di sperimentare, di capire la direzione da pren-dere, di illuminare il percorso dei creatori di oggi e non di farli desistere per i troppi, inutili, ostacoli».

Il primato dei modelli distributiviGiacomello sente la tensione come già palpabile, rilevando come sulla rete si stiano già diffondendo sistemi per condivi-dere file di stampa 3D in maniera illegale, in violazione di mol-teplici norme giuridiche: dalla proprietà intellettuale ai brevetti.«Se non si intraprenderà una seria riflessione sui modelli di-stributivi da parte di chi lavora nel campo della stampa 3D

Mau

ro D

avol

i

fablab & makers


cercano di limitare le informazioni, limitare le stampe, che ci dicono cosa e come poter creare, che impongono limiti ai quali il senso comune si ribella.

La tecnologia che cambia le regoleGiacomello è convinto che le regole, nel mondo della rete, non possono e non devono essere quelle che hanno governato fino a oggi. Devono cambiare, e la tecnologia le deve aiutare. Lo scontro diretto non è servito, come hanno dimostrato le par-tite perse da chi voleva imbrigliare video, musica e libri, e non servirà. E tutto questo parte anche dall’alfabetizzazione, da un necessario reset dopo anni di scontro tra anarchia e leggi inadeguate, tra Drm e pirateria. La complessità di quello che ci attende, per Giacomello, è grande: una quantità di infor-mazioni e di aspetti da regolamentare mai vista e affrontata. Ogni problema dovrà avere la propria regola, ogni regola dovrà essere creata sulla base del problema. Due mondi, due cyber-spazi, che dovranno lavorare assieme, ma non solo tecnologia e diritto, le prospettive devono spaziare dall’economia alla psi-cologia, dalla sociologia al mondo delle relazioni pubbliche. ∞

Marco Giacomelloè partner dello Studio Legale MPSLAW e Dottorando di Ricerca in Dirittoe nuove tecnologie

In un mondo

dove con un click

gestiremo la

nostra vita, dove

l’innovazione sarà

il motore di tutto,

dobbiamo permettere ai maker

di creare (anche) grazie alle leggi,

di trovare nelle regole giuridiche

e sociali ciò che serve per

immaginare il futuro

dal maker al marketplace, dalla grande azienda al piccolo designer - dice Giacomello - si andrà incontro a una pirateria ancor più dilagante, si creerà una società ancor più ancorata alla concezione che in rete ci deve essere tutto, deve essere gratis e di ottima qualità».

Le norme sono in reteA poco serviranno norme antiquate, dettami giuridici che cer-chino di rinchiudere il progresso e l’inevitabile evoluzione che la stampa 3D sta portando nelle case, nelle fabbriche, nel nostro modo di ragionare e di creare cose.Quale norma giuridica potrà mai impedire di far funzionare la rete internet? Perché questo è il problema alla base di tutto rilevato da Giacomello: «la rete è condivisione, la rete è disin-termediazione, la rete è collaborazione e creazione dal basso, la rete è semplicità, la rete non si può bloccare».Il rischio che si corre è di andare incontro a due mondi, due cyberspazi paralleli. Uno, quello dei maker, che condivide, crea, diffonde, realizza un futuro a oggi forse non ancora pie-namente immaginabile. Un secondo, quello delle leggi che

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Che cosa si può fare con Raspberry Pi, un computer da 35,00 € dalle dimensioni di una carta di credito? Qualsiasi cosa! Se si sta imparando a programmare, o si sta cercando di sviluppar nuovi progetti elettronici, questa guida pratica vi mostrerà quanto questo piccola piattaforma possa essere preziosa e fl essibile. Il libro guida il lettore passo passo in molti progetti educativi divertenti. La scheda Raspberry Pi dispone di diversi linguaggi di programmazione precaricati, può essere utilizzata con Arduino, permette di creare progetti collegati a Internet, è l’ideale per la multimedialità e permette di fare molto altro ancora.

Gli argomenti trattati» Conoscere le caratteristiche hardware della scheda Pi» Apprendere le basi per utilizzare il sistema operativo Linux» Imparare i concetti fondamentali di Python e Scratch e iniziare a programmare» Disegnare, riprodurre suoni e gestire gli eventi del mouse con il framework Pygame» Utilizzare i pin di input e output di Pi per interagire con l’hardware esterno» Scoprire come Arduino e Raspberry Pi si completino a vicenda» Integrare webcam USB e altre periferiche nei propri progetti» Creare il proprio server web basato su Pi tramite Python

Matt Richardson è un creativo tecnologico e videoproduttore. Scrive sulla rivista MAKE (rivista cult di O’Reilly per hobbisti). Vanta numerose recensioni e interviste sulla stampa (Wired, New York Times, NYM). Una delle sue produzioni più famose è la videocamera descrittiva, un dispositivo che fornisce in output un testo di una scena invece che l’immagine.Shawn Wallace è un editor di O’Reilly ed è appassionato di musica elettronica. Ha progettato alcuni kit open source ed insegna alla Fab Academy di Providence.

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Con 618 accensioni e oltre un'ora di funzionamento il propulsore spaziale con camera di combustione e ugello realizzati in platino utilizzando la stampa 3D ha superato i test dell’Agenzia Spaziale Europea. Con una sessione di funzionamento di 32 minuti, durante i quali è stata raggiunta una temperatura massima di 1.253 gradi Celsius, il test è stato una prima mondiale, come ha detto il responsabile del progetto di Airbus Defence & Space, Steffen Beyer, per il quale «si dimostra che un propulso-re stampato in 3D ottiene prestazioni paragonabili a un esemplare convenzionale». La camera di combustione è stata stampata in lega di platino-rodio. Obiettivo del progetto è validare un metodo di produzione alternativo, per ridurre i costi dei materiali, e il fatto che lo si possa fare con una mac-china laser normalmente impiegata per fare gioielli è indicativo. Il successo del test apre la strada a

ulteriori sviluppi, ha detto l'italiano Tommaso Ghidini, responsabile della sezione Materials Techno-logy dell'ESA, che ha l'obiettivo di passare a usare altri mate-riali, tra cui Inconel (lega a base di nichel e cromo) e rame, per

affrontare la produzione di pro-pulsori in scala kilonewton.N

EW

S Graphene 3D e Ideum hanno deciso che svilupperanno congiuntamente prodotti da utilizzare come

sensori per interfacciarsi con l’offerta di prodotti capacitivi di Ideum. Ideum progetta e produce

sistemi multitouch e il software di interazione Gestureworks. Inizialmente le due società

dovrebbero produrre joystick e stili da utilizzare per interagire con le smart-table di Ideum. Ad

esempio, degli stili stampati in 3D con filamento conduttivo in grafene, potrebbero essere utilizzati come pennelli da usare con i software di fotoritocco.

L’accordo prevede che i prodotti sviluppati congiuntamente siano promossi attraverso i canali di vendita Ideum, mentre

Graphene 3D collaborerà in varie attività di marketing, compresa la partecipazione a forum e fiere. Per il ceo di Ideum, Jim

Spadaccini «gli oggetti conduttivi stampati in 3D possono estendere notevolmente la funzionalità delle nostre tavole tattili, offrendo

agli utenti un livello di controllo sui dispositivi molto più elevato».

PLATINO SPAZIALE

Grafene, questione di tatto

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egi vani3Dil

i od’ ggi di Valeria Teruzzi

3d service


Fondata a marzo 2014, 3DBit è una Srl che nasce all’interno dell’incubatore Bic Umbria di Sviluppumbria, società regionale per lo sviluppo economico dell'Umbria che opera per la competitività del territorio. In pratica Svilup-

pumbria coordina un sistema di imprese e strutture finalizzato a soddisfare le diverse esigenze delle nuove aziende che si insediano nel territorio, aiutandole a sviluppare il proprio business. E nuovissima è appunto 3DBit la cui attività si concentra fin da subito sulla realizzazione di prototipi e piccole produzioni attraverso tecnologie di stampa 3D per conto proprio o di terzi, sulla progettazione tridimensionale di modelli e la digitalizzazione di oggetti. «Oltre ai servizi di stampa 3D - ci spiega Luca Giacinti, amministratore dell’azienda - effettuiamo anche consulenza e assistenza alla pro-gettazione 3D in computer grafica. Più in generale seguiamo le fasi che vanno dallo sviluppo dell’idea alla sua prima realizzazione. A breve disporremo di un nuovissimo scanner professionale Artec per la scansione a colori di oggetti di medie e grandi dimensioni. Inoltre, possiamo già eseguire lavorazioni e intaglio laser su legno, ple-xyglass e altri materiali, per la creazione di gadgettistica e oggetti vari».

Insieme per il businessLo staff che ha dato vita a 3DBit è un gruppo di giovani dalla formazione eterogenea legati dal medesimo interesse per l’affermazione e lo sviluppo delle nuove tecnologie, tra cui naturalmente quella della stampa 3D, giovani che hanno unito le loro differenti competenze per ricoprire in maniera completa tutte le esigenze di gestione di un’at-tività moderna. «Ci stiamo impegnando a promuovere e a divulgare l’utilizzo di mezzi

Parte del gruppo di lavoro di 3DBit, società nata sotto l’ombrello dell’incubatore Bic Umbria

Un gruppo di amicidi Foligno, convinti

che la stampa 3D possa fornire

opportunità di lavoro, ha creato 3DBit,

startup fortemente radicata sul territorio

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di prototipazione rapida e di design aperto, organizzando eventi nel territorio e affiancandoci alle aziende che si dimostrano in-teressate». Guardano lontano e vedono vicino i ragazzi di 3DBit. «Vorremmo sviluppare progetti di design, ricerca, sperimenta-zione, innovazione e creatività con la partecipazione di giovani e talentuosi studenti o designer che non possono disporre di stampanti 3D costose, ma che vogliono lavorare allo sviluppo di soluzioni creative. Anche se al momento non facciamo for-mazione diretta tramite corsi di formazione, ci affianchiamo alle aziende per avvicinarle al mondo della manifattura digitale».

Presente e futuro a FolignoTutti coloro che hanno un’idea da sviluppare sono i benvenuti nel laboratorio di Foligno. In 3DBit, infatti, ci si rivolge a svariati

settori produttivi «tra cui quello industriale e manifatturiero, architettonico, medicale, calzaturiero, orafo, illuminotecnico e promozionale, ma non vogliamo darci dei limiti, proprio perché i campi di applicazione sono infiniti» puntualizza Giacinti.«Il problema maggiore - continua - consiste nel far capire alle persone che cosa è realmente la stampa 3D e quali sono le sue potenzialità. Si tratta di cambiare il para-digma di progettazione e produzione degli oggetti. Dobbiamo, ancor prima di offrire i nostri servizi di stampa, affiancarci alle aziende per fare formazione e divulgare la cultura della stampa 3D. Al momento la nostra clientela è per lo più legata alle principali aziende del territorio. In particolare, quelle del settore aereonautico e del settore medicale/biomedicale, ma siamo in contattato con molte altre realtà più piccole che operano i differenti

I tre aggettivi della stampa 3Drivoluzionaria, vincente, creativa

Secondo Luca Giacinti nei settori di massa continuerà a essere conveniente

la produzione tradizionale e il 3D printing supporterà la fase di prototipazione

3d service


settori, dalla distribuzione e vendita di prodotti all’organizzazione di eventi». Per fare tutto ciò 3DBit si avvale delle ultime tecnologie: tre macchine di stampa, una di tipo professionale ad alta definizione che utilizza la tecnologia Multijet di 3D Systems, e altre due stampanti semi professionali per la stampa in FDM. E siccome la tecnologia migliore è quella che verrà, Giacinti si dimostra sempre attento ai possibili sviluppi: «la stampa 3D è in continua evoluzione. Ogni giorno vengono sperimentati e immessi nel mercato nuovi materiali e anche per i macchinari di stampa vale la stessa cosa. L’interesse per questo settore è enorme e tante sono le aziende che entrano nel mercato proponendo la propria soluzione. Questo apre uno scenario estremamente competitivo e stimolante, che porterà inevitabilmente innovazione». Inoltre, «tramite un progetto che si sta sviluppando per la creazione di un polo unico per la stampa 3D in Umbria, possiamo già disporre della stampa in Ultem 9085 e del nylon caricato alla fibra di vetro e al carbonio con tecnologia SLS» dice Giacinti.

Nasce un nuovo poloGiacinti parla anche di un progetto nato attorno alla stampa 3D e al digital manufac-turing. «Il progetto riguarda la creazione di una sorta di Fablab su scala regionale, realizzato grazie a un cluster di imprese che operano nel settore della manifattura digitale e che vogliono collaborare attivamente per offrire ai clienti vari servizi e dif-ferenti tecnologie di produzione, con finalità di prototipazione e stampa 3D. Ancora in fase di studio, mira alla creazione di una piattaforma informatica, cioè la creazione di un portale unico per le aziende umbre della stampa 3D. Questo potrà veicolare altri clienti, anche sul territorio nazionale. Il monitoraggio continuo del network, con l'o-biettivo di avere macchinari complementari, che ci consentano di far fronte a tutte le richieste del mercato, unita alla forza di avere, nel web, un unico riferimento e centro

di smistamento delle richieste con un software a supporto del coordinamento dei processi di vendita, dal preventivo all'evasione degli ordini, costituisco-no un punto di forza rilevante, che potrà essere determinante per la crescita sia commerciale sia dell'efficienza aziendale». Tutto quello che dice fa capire che 3DBit si colloca in un ambito in cui si è convinti che la produzione industriale sta cambiando con la

diffusione della stampa 3D.«Sì e chi non se ne rende conto è destinato a scomparire nel giro di un

decennio - conferma Giacinti -. Le aziende italiane, ma non solo, stanno affrontando un periodo storico ricco di trasformazioni, che si susseguono a velocità superiore rispetto al passato. Le direttrici di cambiamento vanno nella direzione di una manifat-tura su scala più ridotta, che necessariamente dovrà soddisfare richieste specifiche di clienti, in un’ottica di personalizzazione del prodotto. La stampa 3D offre possibilità interessanti soprattutto a chi trova il modo di usarla per incrementare il proprio giro d’affari, riducendo i costi e i tempi necessari per portare un prodotto sul mercato». ∞

3DBit utilizza la tecnologia Multijet di

3D Systems e altre due stampanti semiprofessionali

in FDM

Per Giacinti, agendo su numeri ridotti, complessità e personalizzazione, la

stampa 3D potrà diventare competitiva e soppiantare la produzione tradizionale

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Dalla stampa tradizionale alla stampa 3D: la naturale evoluzione di un service che ha guardato avanti e ha visto il futuro. Anzi, lo ha scritto

di Valeria Teruzzi

La penna 3D permettedi disegnare ciò che si vuole utilizzando un filamento in ABS

3d service


Lavorava nell’azienda fondata dal padre: la Tipografia Mediavalle nata nel 1974 a Darfo Boario Terme, Brescia. Poi, nel 2005, la prima svolta, Marco Medici in-sieme alla moglie Tiziana Rizzi decide aprire una piccola azienda di comuni-

cazione, un laboratorio d’idee, in cui si stampa su qualsiasi supporto.

Arrivato a questo punto il passo verso la stampa 3D è dav-

vero breve. Infatti, «se stampiamo in 2D perché non possiamo farlo an-

che in 3D?» è la sponta-nea domanda che Medici si

pone. In particolare «durante lo studio di una campagna pubblicita-

ria per un nostro cliente, abbiamo sen-tito la necessità di poter toccare con mano un prototipo prima di dare il via alla produzione di un gadget persona-lizzato» ci racconta lui stesso. Il cliente quindi ha potuto capire subito come sa-rebbe stato il proprio gadget, valutando il prototipo realizzato. Il dado è tratto e Medici prende definitivamente atto che la stampa 3D deve entrare a far parte del suo lavoro quotidiano. «L’architetto, l’immobiliarista che si rivolge a noi per promuovere e pubblicizzare mediante brochure, cartellonistica o altri veicoli di marketing il suo nuovo progetto, oggi può mostrare al proprio acquirente una ricostruzione 3D avendo così un’arma in

più per la vendita. Ora possiamo model-lare e realizzare il prototipo di un nuovo gadget o l’anteprima di un’insegna per i nostri clienti. In poche parole: creiamo noi stessi i prototipi dei prodotti che poi andranno in produzione».

Amici di penna in 3DOggi 3Devolution, a Malegno, vicino a Brescia, offre un servizio di modellazio-ne 3D, service di stampa, scanning 3D; è, inoltre, rivenditore di stampanti e fila-menti rigorosamente e orgogliosamente prodotti in Italia. «Oggi le nostre stam-panti sono a tecnologia FDM, si tratta di due Sharebot NG. Proprio ora stiamo valutando l’inserimento di altre tecnolo-gie, come stampanti a sinterizzazione la-ser o a resina, vogliamo capire quale sia l’opzione migliore per la nostra azienda, pertanto stiamo raccogliendo esigenze e necessità dei clienti in modo da poter fare la scelta più corretta per acconten-tare tutti».

Chi si rivolge a voi?I nostri clienti sono aziende, privati, scuole, architetti, professionisti e an-che semplici appassionati. Con l’intro-duzione di nuove macchine contiamo di conquistare orefici, odontotecnici e altri professionisti che necessitano di prototi-pi ad alta precisione. Lavoriamo soprat-tutto con aziende che hanno la necessità

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di realizzare un prototipo prima di pro-cedere alla produzione. A volte vengono realizzati solamente per valutare l’este-tica, altre volte per verificare il volume oppure la resistenza sotto sforzo. In molte occasioni serve per avere il bene-stare di chi ha commissionato a monte il lavoro o conquistare un cliente con un progetto in 3D. Dal nostro negozio on line (www.3devolution.it) c’è la possibi-lità per qualsiasi utente di connettersi e caricare il proprio file STL, dopo di che si riceve una e-mail con il preventivo in base al materiale richiesto. Inoltre, diret-tamente dal sito è possibile acquistare stampanti, penne e filamenti.

Qual è il vostro core business oggi?Il nostro core business al momento è la rivendita di stampanti, filamenti e pen-ne. Siamo rivenditori ufficiali di Sharebot e Bluetek, pertanto disponiamo di tutta la gamma di stampanti FDM dal piccolo formato, Sharebot Kiwi (140x100x100), fino al grande formato con la Futura Bluetek (400x400x750). Con Sharebot possiamo proporre macchine a resina e a breve, come dicevo, a sinterizzazione laser.

Qual è il valore della penna 3D?Abbiamo introdotto le penne 3D nel no-stro negozio perché crediamo che con

esse la creatività non abbia limiti. Con una penna, armati di un pizzico di fan-tasia si possono ottenere oggetti stre-pitosi, a volte delle piccole opere d’arte. L’utilizzo della penna è molto semplice: è dotata di una testina e un motorino che fa avanzare il filamento. È possibile sem-plicemente disegnare nel vuoto, creare decorazioni, aggiungere particolari agli oggetti realizzati con la stampante.

Chi dimostra maggiore interesse nei confronti della penna 3D?I più interessati alle penne sono in ge-nere i professionisti che creano bigiot-teria o decorazioni per ogni occasione,

Marco Medici,titolare di 3D Evolution

di Malegno, in provinciadi Brescia

Alcuni semplici prototipi

realizzati da 3Devolution

per una bulloneria che

produce ingranaggi

3d service


ma anche disegnatori, artisti incuriositi da questa tecnologia. Devo dire che tut-ti mostrano curiosità nei confronti della penna 3D. Un ragazzo l’ha acquistata per decorare i presepi della propria par-rocchia, una signora per personalizza-re confezioni natalizie, un’altra cliente voleva una manicure stravagante in tre dimensioni. Il solo limite è la creatività di chi la utilizza.

Come vede il futuro della stampa 3D in Italia?In futuro credo che la personalizzazione farà la differenza in tutti gli ambiti del-la stampa. In particolare, la continua e

rapida evoluzione in tutti i settori mer-ceologici farà emergere ancora di più la stampa 3D: credo che cambierà sostan-zialmente il nostro modo di lavorare.

Lei si dice affascinato dalla stampa 3D, da quale tecnologia in partico-lare?Premetto che non credo che esista una tecnologia migliore di un’altra, la prefe-renza varia a seconda di ciò che si vuo-le realizzare. Ritengo comunque che la tecnologia a filamento possa dare molte soddisfazioni: accessibile, semplice e, grazie alle svariate tipologie di mate-riale, in grado di spaziare con molteplici

applicazioni. Ogni giorno nascono nuo-vi filamenti o nuove colorazioni. Noi, ad esempio, con una sola macchina pos-siamo stampare oggetti morbidi, gom-mosi, elastici, duri, resistenti se messi sotto sforzo, funzionali. E non è vero che si stampano solamente prototipi. Certo, oggi parliamo di componenti che ven-gono prodotti in serie limitata, non pos-siamo ancora pensare a milioni di pezzi stampati in 3D, ma tra qualche anno?

Che cosa si può realizzare con la stampa 3D?Rispondo sempre con una provocazione: che cosa non posso realizzare? È possibile stampare tutto con una stampante 3D. Giochi per i figli, uno spremiagrumi, una lampada, un gioiello, un ricambio che non si trova più in com-mercio. Io credo che oggi tanti ragazzi possano inventarsi un mestiere intorno al mondo della stampa 3D. ∞

Prototipo per un’artista della Valle Camonica che realizza vasi e altri particolari souvenir

3D Evolution utilizza la tecnologia

FDM. Oggi sta valutando anche la

sinterizzazione laser

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DalprototipoAlprodotto

<<In parole semplici Regolo Studio - ci spiega con chiarezza e sintesi Silvia Salemi, titolare insieme a Giorgio Villa

di Regolo Studio a Viganò, in provincia di Lecco - uti-lizzando software di modellazione 3D come Rhinoce-ros, riesce a ingegnerizzare un prodotto e a fornire le matematiche per poi passare alla fase di prototipa-zione con l’utilizzo di macchinari a controllo numerico o di stampanti 3D».

di Valeria Teruzzi

Service e centro di formazione, nato per soddisfare una sempre più ampia richiesta del settore industriale, manifatturieroe artigiano. Regolo Studioè un training center nel cuore della Brianza dedicato al mondo del 3D a tutto tondo

3d service


chi è regolo studio?

GIORGIO VILLA

SILVIA SALEMI31 anni, laureata in Design Industriale, e certificata ART (Autorhized Rhino Trainer) è la co-fondatrice di Regolo Studio. Professionista nelle tecniche digitali di 3D modeling, reverse engineering, 3D printing, CNC cutting e rendering fotorealistici. Da sempre impegnata a portare le nuove tecnologie nelle aziende è sempre alla costante ricerca di soluzioni innovative per facilitare i processi di prototipazione e ingegnerizzazione del prodotto. Contemporaneamente svolge attività di training per aziende, professionisti e scuole che si vogliono interfacciare con il mondo del 3D nella sua totalità.

42 anni, visionario per eccellenza e precursore di metodologie digitali applicate all'industria, è il co-fondatore di Regolo Studio. Con vasta conoscenza dei processi produttivi e dei materiali, si occupa delle fasi di reverse engineering, di ingegnerizzazione e di prototipazione, facendo ricorso all'esperienza e alla rete di contatti con le aziende manifatturiere. Esperto di software CAD-CAM e di macchinari a controllo numerico, a cui aggiunge la sua tecnica nella produzione di prototipi in stampa 3D, utilizza le ultime tecnologie per ottenere risultati all'avanguardia e precursori di un nuovo modo di lavorare.

Quali sono le vostre attività particolari?Offriamo anche il servizio di reverse engineering, ossia la scansione trimensionale di un pezzo per ottenerne la mate-matica anche con superfici in classe A. Utilizziamo un braccio con testina laser Kreon a luce blu, in grado di rilevare anche superfici riflettenti senza il bisogno di opacizzare il pezzo. In Italia siamo solo noi come service ad avere questo tipo di tec-nologia. Utilizzando la stessa matematica sviluppiamo anche rendering fotorealistici full HD sia ambientati sia del singolo

pezzo. Siamo anche ART, Authorized Rhino Trainer, certificati dalla casa madre americana Rhino per poter offrire un servi-zio di formazione certificata sia alle aziende sia agli studenti. Insomma, abbiamo tutto ciò che serve per la prototipazione e la produzione del prodotto: reverse engineering, scansioni 3D, fresatura, stampa 3D, modellazione 3D anche parametrica.

Quali macchine utilizzate in laboratorio?Oltre le workstation professionali e gli scanner laser 3D, ab-

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biamo anche macchinari per la prototipazione. Stampanti 3D a filo, sinterizzato e polvere di gesso, centro di controllo 4 assi di fresatura e una consolidata rete di aziende ci consentono di prototipare oggetti con materiali e finiture molteplici. Quindi le lavorazioni che possiamo offrire ci consentono di fornire al cliente un prodotto finale assolutamente funzionale e con i materiali definitivi di produzione.

Chi sono i vostri clienti?Lavoriamo per numerosi settori sia come service sia come centro di formazione: arredamento e design, sia moderno sia in stile exhibition, design, navale, automotive, settore ottico e ortopedico, meccanico.

A che punto è la diffusione della stampa 3D nell’indu-stria italiana?La stampa 3D è già stata introdotta da molti anni nelle azien-de, soprattutto quelle più grandi, utilizzata nella maggior parte dei casi per avere un prototipo, o solamente estetitico, o anche funzionale. Per la produzione industriale di migliaia di pezzi sono disponibili stampanti di produzione ad altissima resa, ma dai costi assolutamente proibitivi per il momento. Il vero pro-blema secondo me non sta tanto nel dotarsi di stampanti, ma

nel fatto di saper modellare un oggetto trimensionale adatto a essere stampato, ossia che tenga conto dei vincoli della stampante che si andrà a utilizzare. Infatti, ogni stampante, da quelle meno costose a filo a quelle di alta gamma hanno delle peculiarità di cui bisogna tenere conto prima di modellare.

A questo proposito, c’è una tecnologia migliore?No, a questa domanda non si può dare una risposta. O meglio, dipende da che cosa si vuole ottenere. Troppe le variabili di cui bisogna tenere conto per eleggere la migliore tecnologia di stampa. A seconda del settore di applicazione, del grado di finitura, del materiale e della precisione dell’oggetto si dovrà scegliere la tecnologia più adatta.

Qual è la domanda più frequente che le rivolgono sulla stampa 3D?Posso dire che nell’ultimo anno la preparazione di molti dei no-stri clienti è notevolmente migliorata. Tuttavia, a volte ancora capita che alcuni ci chiedano di stampare un file bidimensio-nale utilizzando una nostra stampante 3D, e quando spieghia-mo che per stampare è necessario avere a disposizione un file tridimensionale in formato .stl, rimangono basiti. ∞

Tutto ciò che serve per la prototipazionee la produzione del prodottoè il core business di Regolo Studio

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NEWSA fine giugno è stato inaugurato a Roma in Piazza Bortolo Belotti lo showroom di 3D Digital Dream. Il negozio propone la stampante 3D polacca Zmorph, caratterizzata dalla capacità di trasformarsi in una CNC, una taglierina laser, un estrusore di cioccolato. In vendita anche la stampante svedese ZYYX, con piatto completamente automatico, filtro attivo anti-fumi, sistema di blocco stampa difettosa, e le macchine di XYZprinting: la stereolitografica Nobel 1.0, la Da Vinci 1.1 Plus (che abbiamo provato sullo scorso numero di 3D Printing Creative) che si collega direttamente a internet, e la Da Vinci Jr. Dato che la vocazione di 3D Digital Dream è di contribuire alla divulgazione della stampa 3D, ogni stampante viene venduta con un workshop. La società è di Roberto Lucchesi, fisico specializzato in elettronica e cibernetica, Andrea Lucchesi studente in Ingegneria Aerospaziale, Arcangelo Caporusso designer e Riccardo Brundo, marketing manager. Insieme hanno fondato la Dream Academy, per apprendere, sperimentare e diffondere le tematiche della stampa 3D fra i giovani.

SOGNO ROMANO

Soluzione ticinese

Buon pubblico all’inaugurazione di 3D Digital Dream, anche per vedere da vicino le polacche Zmorph

Appena oltrepassato il valico di Brogeda si sente già parlare di servizi di stampa 3D. Il merito è di Linkem, società che esiste a Chiasso da tre

anni. La realtà nasce da un team di tecnici e sistemisti del settore It: è Microsoft Certified Professional, silver partner di Fortinet

per la sicurezza, business partner di HP e, per la stampa 3D, partner di 3Dz. Alla fine del maggio scorso Linkem ha colto l’occasione dell’area 3D allestita presso la manifestazione fieristica Ticino Case Expo di Lugano per presentare i propri servizi al Cantone e anche all’utenza italiana di vicinato. Come ci ha spiegato in quell’occasione il Printing solution expert della società, Marco Ferraro, «in questo momento in

Canton Ticino nessuno può fare una prototipazione completa. Vogliamo farlo noi, diventando il vero service di stampa 3D

di riferimento». A Chiasso Linkem ha uffici e show room, ma le stampanti che usa sono in Italia. «Dipende dalla qualità del file - ci

ha detto Ferraro - ma in tre giorni il pezzo è dal cliente». La società vanta già clienti del settore orologeria che producono per conto terzi. D.C.

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Software, scanner 3D, una linea di fresatrici CNC personalizzate. Abacus Sistemi fornisce soluzioni performanti, ma economiche, per venire incontro alle esigenze di ogni ambito lavorativo o settore produttivo

di Valeria Teruzzi

È dal 1989 che Abacus Sistemi si occupa di soluzioni Cad-Cam. Da allora l’offerta dell’azienda pia-

centina si è allargata sempre più a settori complementari anche grazie alla riduzione dei costi che ha reso accessibili a realtà produttive artigianali strumenti come fre-satrici CNC e, oggi, anche gli scanner 3D. Claudio Terzoni, direttore tecnico dell’a-zienda ha, quindi, una finestra privile-giata aperta da tempo sul mondo del 3D printing. «Nei prossimi anni - ci spiega - assisteremo a una considerevole trasfor-mazione dei metodi produttivi, anche se credo che l’entusiasmo e gli atteggiamenti da rivoluzione epocale di certi media siano un poco al di sopra delle righe e si basi-

Così

SCANNER ARTEC

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no più che altro su una buona dose di incompetenza unita alla volontà di fare sensazione». Chiarito lo scenario in cui ci stiamo muovendo, va detto che Abacus è fortemente interessata alla stampa 3D: «come tutti siamo molto attratti da que-sta tecnologia così efficace, versatile ed espandibile - conferma Terzoni - anche se pensiamo che i metodi tradizionali di produzione per asportazione siano tut-tora d’attualità. Il nostro interesse è au-mentato ultimamente in quanto alcuni nuovi settori in cui ci stiamo muovendo traggono particolare giovamento nell’u-tilizzo di questi strumenti. In particolare siamo interessati alla stampa additiva principalmente per il settore medicale».

Su quali aspetti si concentra la vo-stra attività?Il nostro core business è stato da sempre la fornitura di sistemi Cad-Cam in set-tori di prima meccanizzazione, settori produttivi che non hanno ancora inizia-to a utilizzare lo strumento informatico nel loro ciclo produttivo. Tuttavia, poiché questi settori sono sempre meno, e l’ulti-mo in ordine di tempo è quello odontoia-trico/odontotecnico, l’offerta di Abacus è andata ad abbracciare anche la fornitura di accessori e complementi a chi già sta utilizzando l’informatica nella propria at-tività. Mi riferisco ad esempio a chi ha deciso di dotarsi di scanner 3D in aggiun-ta a strumenti di modellazione classica.

Chi sono i vostri clienti?Generalmente i nostri clienti sono pro-fessionisti, artigiani, piccole aziende, scuole. Sono invece raramente grandi aziende, anche se con gli scanner 3D abbiamo raggiunto occasionalmente anche questo target. E chi si rivolge a voi per le scansioni in 3D?Principalmente designer, aziende mani-fatturiere, operatori dell’immagine vir-tuale, enti e università che si occupano di conservazione di beni culturali e nuo-ve realtà che intendono intraprendere la strada della fabbricazione dei cosiddetti MiniMe. ∞

ABACUS SISTEMI

CLAUDIO TERZONI


3d service

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motoreprogetti

Un

per i

Personaggi importanti nel mondo della tecnologia, della scienza e della cultura hanno attirato l’attenzione dei giovani verso la pro-grammazione e più in generale verso le materie STEM (Science, Technology, Engineering and Math) dando un messaggio forte:

il futuro è di chi la tecnologia la fa e non la subisce. A ciò si aggiunge la crescente affermazione del movimento maker con la rinascita dell’elettronica hobbistica e la diffusione di luoghi adatti alla fabbricazione digitale, sotto forma di spazi attrezzati, Fablab e anche laboratori scolastici. Questo rinascimento tecnologico trova radici nell’apporto dei fondatori di Arduino che realizzato un ecosistema che è stato poi il tronco su cui si sono sviluppati molti altri rami. A Massimo Banzi, David Mellis, Tom Igoe, David Cuartielles e Gianluca Martino (che da qualche tempo ha scelto di abbandonare il lavoro con il gruppo dei fondatori) va dato atto di aver dato al mondo un sistema efficace, facile ed economico per rendere i progetti interattivi.

Con il sistema Arduino possiamo dare vita

ai nostri oggetti creati in 3D.

Una guida per familiarizzare con schede,

accessori, persone di Simone Majocchi

materiali & tecnologie


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Mille schedePensare ad Arduino come a una semplice scheda hardware è un grosso errore. Arduino ha certamente bisogno dell’hardware rappresentato dalla scheda, ma è combinando hardware e software con un terzo ingrediente che si ha il quadro completo. Si tratta della comunità degli utenti: è infatti grazie a loro e all’apporto determinante delle loro esperienze che oggi Arduino è quello che è. Oggi di sche-de compatibili con Arduino ce ne sono migliaia, prodotte partendo dallo schema originale, clonate dal materiale fornito in open source o potenziate con l’aggiunta di elementi necessari ad una specifica applicazione. Tutto questo è possibile in quanto non ci sono brevetti e perché la community ha sviluppato una quantità di sapere sotto forma di codice e schemi hardware tali da offrire una base stabile e ben documentata per centinaia di migliaia di applicazioni.

Facciamolo insiemeAnni di esperienza fatta da altri utenti prima di noi hanno consentito lo sviluppo di documentazione, corsi online, video e tutorial sui primi passi capaci di avviare all’uso di Arduino praticamente chiunque. In un paio d’ore si è in grado di fare cose interessanti, mentre il primo programma lo si può capire, modificare e caricare in una mezz’ora al massimo. Lo spirito di community che Arduino trasmette è co-munque una caratteristica importante che porta al “peer to peer learning” dove anche un amico può diventare il nostro docente di Arduino semplicemente perché chi è entrato in questo mondo ha voglia di condividerlo con gli altri. Condividere è il valore principale di questa realtà quindi chiunque faccia uno sviluppo utile per gli altri si sente spinto a documentarlo e condividerlo così come ha trovato migliaia di soluzioni sperimentate, documentate e condivise da altri prima di lui.

Arduino: la storiaGià nel 2001 presso l’Interaction Design Institute di Ivrea si cercava di innovare il design di oggetti e prodotti sperimentando con l’elettronica pilotata da microcontrollori, piccoli computer dotati di numerosi ingressi e uscite con cui era possibile leggere sensori e pilotare attuatori con un software sul microcontrollore. In quegli anni Massimo Banzi presso l’IDII partecipava alle classi di Physical Computing che cercavano di realizzare progetti interattivi. Gli sforzi per razionalizzare la programmazione dei microcontrollori erano in atto e con il progetto Wiring erano state gettate delle basi per un framework utilizzabile con diversi microcontrollori. Il tutto si appoggiava su una struttura basata su Java e questo permetteva la portabilità su Win, Mac e Linux.Così nel 2005 prende forma Arduino: una scheda con un microcontrollore Atmel dotata di porta seriale per la programmazione, una serie di collegamenti predefiniti per i vari pin e un sistema di programmazione che nasconde gran parte della complessità del procedimento.La soluzione è quindi una combinazione di elementi a cui i fondatori aggiungono un elemento ai tempi rivoluzionario: l’intero sistema è rilasciato in opensource: tutti possono usarlo, prenderlo, modificarlo, migliorarlo e rimetterlo a disposizione degli altri secondo le regole della licenza Creative Commons Share Alike Attribution. Sono forniti anche gli schemi elettrici e poi verranno rilasciati in OSHWA (Open Source Hardware) tutti i file per produrre le schede.

Massimo Banzi, fra i creatori Arduino



La differenza fra l’informatica e il physical computing è che alla prima per interagire servono schermi, mouse e tastiere, mentre nel physical gli ingressi dei dati sono i sensori. Sono l’equivalente elettronico dei nostri sensi: percepiscono l’intensità della luce e il suo colore (fotoresistenze e sensoli di colore), sentono la pressione (trigger piezo e sensori di pressione), distinguono il caldo e il freddo (sensori di temperatura analogici e digitali), ascoltano i suoni (microfoni), possono distinguere le sostanze chimiche (nasi e lingue artificiali), possono anche sentire cose per noi impossibili, come la pressione atmosferica, la direzione del nord, la presenza di sostanze tossiche, definire l’entità di accelerazione, spostamento e gravità, il movimento al buio, frequenze di luce e suono fuori dalla nostra portata: infrarossi, ultravioletti, ultrasuoni e infrasuoni. Gli standard di comunicazione della maggioranza di questi sensori sono rivolti ai microcontrollori, cioè si aspettano che dall’altra parte del

Il Led della scheda lampeggia. Lo sketch è caricato: siete nella community

degli sviluppatori Arduino

Mi serve? Lo faccioIl vero spirito del maker (hobbista con forte componente tecnologica) è quello della risoluzione delle proprie necessità attraverso la realizzazione di progetti di auto-costruzione. Aprire e modificare i prodotti acquistati o recuperare oggetti obsoleti dandogli nuova destinazione d’uso sono tutti comportamenti da maker e per fare questo la possibilità di aggiungere comportamenti in base a stimoli esterni è l’a-spetto tecnologico che vede Arduino come scelta naturale. Inserendo in un progetto una scheda Genuino (il marchio creato dai co-fondatori di Arduino per la produzione e la commercializzazione delle schede anche al di fuori del mercato americano), gli si può far fare un salto di qualità significativo risparmiando tempo per lo sviluppo grazie alla disponibilità di una quantità significativa di progetti condivisi in rete.

I primi passiQuello che serve per cominciare è una scheda Genuino UNO e un computer su cui scrivere le prime righe di codice. Un cavetto USB di tipo standard AB è indispen-sabile per il collegamento al computer, così come serve internet per il download del software e l’eventuale accesso alla documentazione. Con l’hardware a disposizione possiamo cominciare scaricando da www.arduino.cc il software IDE (Integrated Development Environment) con il quale programmeremo e dialogheremo con la nostra Genuino UNO. Prima di collegarla è meglio installare l’IDE così da avere sul computer i driver pronti per il riconoscimento in plug and play. A seconda della porta a cui collegheremo la scheda, avremo la creazione di una porta Seriale con

filo ci sia un computer che abbia bisogno di informazioni per prendere decisioni. Ciò ha permesso alla community di Arduino di rendere tutti questi sensori compatibili e utilizzabili con le schede Genuino. Per rendere compatibile un sensore si parte dalla documentazione tecnica e si crea il codice per leggere e scrivere le informazioni. Il codice interfaccia il sensore con funzioni a disposizione dell’utente che le vuole utilizzare nel programma, mascherando la complessità di comunicazione e gestione. Quel codice diventa una libreria che viene inclusa per usare quel tipo di sensore. Appaiono quindi librerie per usare accelerometri, sensori di temperatura, GPS, rilevatori di grandezze fisiche come pressione atmosferica e umidità relativa, fino ai sensori di colore e molto altro ancora. Ogni libreria rilasciata da un utente viene usata dalla community che interagisce con l’autore portando suggerimenti e migliorie al codice che è opensource.

I sensori e le cose

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un numero diverso, con la relativa reinstallazione dei driver. Stessa porta, stesso numero, nessuna reinstallazione. Con Windows 7 e successivi, per conoscere il numero di porta, potete accedere alla scheda di “Dispositivi e stampanti” del pan-nello di controllo dove troverete un dispositivo (nella categoria “Non specificato”) chiamato come la vostra scheda e con indicata la porta COM assegnata. Lanciate l’IDE e dopo qualche istante vi apparirà una finestra. Nella riga in basso, al piede della finestra dovreste vedere il nome della vostra scheda seguito dalla porta COM a cui è collegata. Se non è così, dovete aprire il menu Strumenti e selezionare le voci corrette in “Scheda” e “Porta”. Finalmente è tutto pronto per fare il nostro primo esperimento che è il caricamento di un programma sulla scheda, per renderci conto della difficoltà dell’operazione. Per ridurre la possibilità di errori, andate su File, quindi Esempi, 01.Basic e infine Blink. Avete caricato un programma, che nel mondo Arduino si chiama sketch. Senza farci altre domande, facciamo clic sull’icona tonda con la freccia a destra nella barra in alto. È la seconda da sinistra. Nella barra sotto alla finestra nera viene visualizzata una serie di scritte, mentre la barra verde sul lato destro avanza fin-ché nella parte nera sottostante appaiono due scritte in bianco che ci comunicano che la compilazione e il caricamento sono avvenuti con successo. Se osservate la scheda, vedrete che c’è un piccolo LED saldato, collegato direttamente al Pin Digitale 13, e che questo LED sta lampeggiando con una cadenza di 1 secondo di accensione e 1 secondo di spegnimento.

Mettiamo le mani sullo sketchRallegratevi per aver caricato il vostro primo sketch su una scheda Genuino, en-trando nella community degli sviluppatori di Arduino; poi avete potuto sperimentare quanto sia facile l’operazione di caricamento sul microcontrollore del codice; infine vi apprestate a fare delle modifiche al codice rendendolo veramente vostro.Il linguaggio utilizzato per scrivere i programmi è simile al “C” e ha una struttura pensata per aiutare chi non ha esperienza in fatto di programmazione. Le tre aree

La scheda Genuino Uno, fronte e retro

Il mondo degli attuatoriGli attuatori sono dispositivi capaci di convertire impulsi elettrici in movimento, luce, suono, forza, calore, aria, pressione e altro. Nascono per varie applicazioni e per ciascuno di essi è stata creata l’astrazione necessaria per l’uso negli sketch. Al mondo degli attuatori appartengono anche i LED, nelle versioni monocromatiche, a colori, intelligenti, a matrice, assieme ai pannelli LCD e OLED. Con i primi si possono fare installazioni artistiche e di arredamento, mentre con i display si possono creare prototipi e progetti che offrono una piccola interfaccia a misura d’uomo: si pensi ai vari display delle stampanti 3D basate sull’architettura Arduino. Sul fronte del movimenti ci sono tre tipi di motori: stepper, servo e in continua. Gli stepper ruotano un passo alla volta in base a impulsi che permettono spostamenti calibrati e del tutto controllabili: le stampanti 3D ne fanno ampio uso. I servo sono un’eredità del radio modellismo: il loro asse ruota di 180 gradi senza poter fare un giro completo, ma è facile pilotarli per posizionare l’asse all’angolazione desiderata. Sono usati per gli sterzi o le superfici di controllo di ali e timone nei radio modelli, oppure per fare robot con articolazioni: bracci robotici o interi robot umanoidi. I motori in continua ruotano a una velocità e con una forza proporzionale alla tensione applicata e possono essere usati per un cingolato o le ruote di un robot in grado di spostarsi.



principali di uno sketch sono quella iniziale, in cui sono dichiarate le variabili e le costanti, preparando gli elementi che poi saranno utilizzati nel codice; segue una parte di setup che viene eseguita una sola volta all’avvio, dove vanno sistemate quelle righe che ad esempio inizializzano l’hardware o predispongono funzionalità. La terza parte è quella del loop, in cui va scritta la parte del programma che deve essere eseguita all’infinito in quanto è il programma vero e proprio. Con il tempo si impara anche a creare funzioni all’esterno del loop che possono essere chiamate tutte le volte che serve, mantenendo così il codice nel loop in forma più compatta e leggibile, senza ripetizioni.

Nel caso di blink, abbiamo quindi nella parte di setup l’impostazione del pin 13 come uscita:

i tre elementi che vogliamo subito evidenziare sono le due parentesi graffe che racchiudono le istruzioni da eseguire per la scrivere la struttura di setup, il punto e virgola al termine della funzione pinMode e il fatto che per farlo si usano maiuscole e minuscole. Ricapitolando, tra le parentesi graffe si trova il codice che viene eseguito nelle strutture di controllo che definiscono la parte comportamentale del software. Il punto e virgola al termine di ogni riga che non sia l’inizio o la fine di una struttura è invece usato per indicare effettivamente la fine di ciascuna riga e, se manca, la compilazione e il caricamento falliscono. L’osservazione circa le maiuscole e le minuscole riguarda il fatto che per il compila-tore una “A” e una “a” sono due caratteri diversi e pertanto “pinMode”, “Pinmode”, “PinMode” e “PINmode” sono tutte cose diverse fra di loro e fra queste solamente “pinMode” è una funzione. Per indicarcelo chiaramente, questa viene scritta in arancione.

La scheda Genuino Mega, fronte e retro

La scheda Genuino Micro, fronte e retro

void setup() {pinMode(13, OUTPUT);}

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Proseguendo nel codice incontriamo la parte di loop come segue: void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }Anche qui i colori ci indicano alcune cose: le scritte in azzurro sono per l’IDE dei valori costanti e predefiniti che per comodità possono essere scritti con parole per noi significative (HIGH, true, void, OUTPUT). Scriverli senza rispettare anche ma-iuscolo e minuscolo significa non avere più il loro ruolo di costante (e l’IDE ce lo fa notare non assegnando il colore).

Passando alle funzioni troviamo: digitalWrite (13, HIGH); che, come si può intuire scrive il valore digitale HIGH (LED acceso) o LOW (LED spento) sul pin 13. La sua sintassi è: digitalWrite(pin, value).Dopo ciascuna istanza troviamo la funzione delay(1000);

che fa attendere al microcontrollore 1.000 millisecondi prima di passare alla riga di codice successiva. Ora si può provare a cambiare il ritmo del lampeggìo scrivendo valori diversi nelle due funzioni delay(); ricordiamo che le modifiche per avere ef-fetto devono essere prima trasformate in codice e che poi questo va caricato sulla scheda: in pratica dovete premere la solita icona tonda con la freccia nella barra in alto per fare entrambe le operazioni. Per valori molto piccoli di ritardo (sotto i 40 millisecondi) non sarà più visibile il passaggio da uno stato all’altro perché l’occhio ha una certa persistenza dell’immagine e quindi mischia acceso e spento in una sfumatura che è la media fra acceso e spento. ∞

Sul prossimo numeroNella prossima puntata del nostro viaggio dentro Arduino avrete bisogno di hardware accessorio. Vi diciamo già ora cosa procurarvi: il Genuino Starter Kit, previsto come disponibilità in italiano per quando la seconda parte di questo articolo sarà nelle vostre mani, e che ha anche un libro a corredo del materiale elettronico. Lo trovate sul sito ufficiale (http://store.arduino.cc). Nella prossima puntata utilizzeremo i componenti del kit per avventurarci nella programmazione e nel physical computing.

Nell’IDE di Arduino appaiono due scritte che ci comunicano che

la compilazione e il caricamento del programma sulla scheda sono avvenuti con successo


NEWS

Lo scannersull’iPhone 6

Lo scanner 3D portatile iSense ora si può montare sugli iPhone 6 e 6Plus, dopo che era già adattabile agli iPad. Lo si fa mediante una speciale struttura stampata, creata da Cubify. 3D Systems lo rilascia anche con un aggiornamento dell’applicazione di gestione che migliora il monitoraggio, la velocità (iSense ha ora la capacità di creare una scansione anche in 5 secondi) e la gestione dei colori. Le applicazioni di uno scanner siffatto, che prosegue l’esperienza iniziata due anni fa con la versione Sense 3D, aumentano continuamente. Occipital, la società che ne ha creato la tecnologia, ha dimostrato come si può utilizzare iSense abbinato all'iPhone 6 per emulare un casco per la realtà virtuale. Al momento di andare in stampa il prodotto viene proposto da Cubify sul proprio sito (http://cubify.com) per 429 euro, a cui ne vanno aggiunti altri 40 o 45 per la scocca.

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Al +Lab del Politecnico di Milano si lavora alla ricerca di nuovi materiali da stampare o estrudere. Argilla e lignina fanno da protagonisti. Con un occhio attento al costo di Maria Teresa Della Mura

Si lavora sodo nel laboratorio di Chimica dei Mate-riali Giulio Natta del Politecnico di Milano. Sotto la guida di Marinella Levi, gli studenti non si occupa-

no solo della progettazione e della stampa di forme e oggetti (vedi pagina 24). Il cuore pulsante del laboratorio +Lab è la ricerca sui materiali e sulle loro proprietà, con l’obiettivo di comprenderne proprietà e impieghi. «Non ci sono solo designer in questo laboratorio - racconta Levi -. Proprio questa primavera abbiamo effettuato una call interna a Ingegneria dei Materiali per un laboratorio tecnologi-co della durata di tre mesi. Abbiamo proposto tre temi: i com-positi, i ceramici, la salute. Risultato? Una richiesta superiore alla capacità del nostro laboratorio, dunque molto soddisfa-cente, soprattutto considerato che spesso i giovani ingegneri

tendono a restare ancorati alle tecnologie esistenti». Due sono gli assi lungo cui si muove la ricerca all’interno dell’I-stituto. In primo luogo si parla di ricerca low cost. «È per questo che nel laboratorio ancora non lavoriamo con materiali come il grafene», dice Levi. La scelta è dettata da un lato dalla necessità di contenere i costi necessari a tenere in esercizio il laboratorio, dall’altro a un approccio in fondo anche filosofico: «Vorrei che le nuove generazioni imparas-sero a fare ricerca con la loro testa e con strumentazioni che costano poco. Credo sia più sfidante. Tutti sono capaci di tirar fuori grandi cose con laboratori attrezzatissimi e materiali di altissimo livello». Il secondo pilastro della ricerca è rappresentato dall’open source e dai Creative Commons. «Noi per primi abbiamo uti-

compositiSPAZIO AI



l test delle stampe con

materiali compositi al

PiuLab

Prove di resistenza

senza sosta

Si cerca la composizione giusta per le proprietà meccaniche

Da materiale di scarto la lignina diventa protagonista della stampa

lizzato i materiali compositi che si possono modellare dopo averli scaldati in acqua calda a 50 gradi, da un’idea pubblicata dal californiano Andreas Sebastian. Da lì siamo partiti con il lavoro su altri materiali compositi, sempre in un’ottica di con-divisione. È questa l’essenza dei Creative Commons: le idee devono tornare in circolo. Se si interrompe il flusso è come se si rompesse un ciclo di irrigazione nei campi». Ma su cosa si lavora, concretamente?Sulle resine che polimerizzano, sul liquid deposition model con la luce: «Stiamo lavorando a un’idea di termo polimerizzazione che prevede il passaggio in forno dopo la stampa». Per quanto riguarda le resine, si studia il comportamento del materiale unito a particelle di altra natura. Di fatto si uniscono alle resine altri materiali inorganici, come le sfere di vetro o le

fibre corte di vetro. «Abbiamo notato - spiegano gli studenti del laboratorio - che in fase di estrusione attraverso l’ago, le fibre corte hanno un comportamento migliore, poiché vengo-no parallelizzate». Similmente l’unione di alluminio alle resine consente di lavorare su forme innovative, mentre il ferro ag-giunge proprietà magnetiche all’estruso. Ed è evidente che se alla stessa resina si aggiungono rame oppure argento la si arricchirà di proprietà conduttive, interessanti per applicazioni in ambito elettronico per la realizzazione di circuiti stampati.

Profumo di ligninaPoi si lavora sull’abbinamento delle resine ai materiali organici, come il carbone o la lignina. Quest’ultima è lo scarto della la-vorazione del legno. Uno scarto importante in termini di quan-

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tità, che non può essere bruciato all’interno delle bio raffinerie poiché produrrebbe CO2. L’idea allora è di utilizzarla come rinforzo meccanico e la ricerca si focalizza su come ottenere una polimerizzazione adeguata alle proprietà meccaniche di cui si ha bisogno, prendendo in considerazione le proprietà termiche di ciascun elemento. La stessa lignina entra in gioco quando si tratta di argille: i due elementi combinati, una volta passati in forno, danno vita a un materiale poroso. «Nella nostra ricerca prestiamo molta attenzione alle forme da dare ai materiali che utilizziamo: lo studio delle forme è indispensabile per capire le proprietà meccaniche sia del ma-teriale sia dell’oggetto che andiamo a stampare».

L’approccio alla ricerca low cost è promulgato dal professor Joshua Pearce, della Michigan University, e applicato non a caso proprio alla stampa 3D. Il laboratorio si chiama Michigan Tech Open Sustainability Technology e coinvolge i dipartimenti di Chimica dei Materiali, Ingegneria. I suoi studi guardano alle aree del fotovoltaico, dell’ingegneria dei materiali, all’hardware open source. In quest’ultimo caso, il lavoro si incentra soprattutto sul fronte RepRap. È del 2014 la pubblicazione del testo “Open-Source Lab, How to build your Own Hardware and reduce reasearch costs” (Come costruirsi il proprio hardware e ridurre i costi di ricerca), in cui cerca di dare una risposta a una semplice domanda: cosa accadrebbe se ognuno avesse accesso a strumenti di ricerca non costosi? Similmente Pearce si domanda anche se i bambini imparerebbero più velocemente se fossero incoraggiati a essere più flessibili nella creatività.

La squadra dei ricercatori del +Lab oggi comprende Sara Ridolfi, Francesco Pacelli, Gabriele Natale e Valerio Fausti.A sinistra, test e ricerche vivono in Creative Commons

La ricerca sull’uso degli alluminosilicati porta a competere

con il cemento



Argilla: è un sedimento non litificato, ovvero non trasformato in roccia sedimentaria dura, costituito da alluminosilicati della classe fillosilicati e definiti minerali argillosi.

Cemento Portland: è il tipo di cemento più diffuso e si ottiene macinando clinker e aggiungendo gesso che ha la funzione di favorire il processo di idratazione.

Geopolimero: materiali sintetici a base di alluminosilicati. Sono in genere il risultato della reazione della polvere di un alluminosilicato con una soluzione silicata alcalina; in laboratorio si utilizza il metacaolino, che si ottiene con l’attivazione termica di argilla caolinite. Se ne sta valutando l’utilizzo in sostituzione del cemento Portland.

Lignina: polimero organico che si trova soprattutto nella parete cellulare di alcune cellule vegetali. Dopo la cellulosa sono i più diffusi biopolimeri sintetizzati sulla terra. Nei vegetali funge da legante per le fibre e dà compattezza e resistenza alla pianta. Nei procedimenti di estrazione della cellulosa, bisogna partire dalla sua disgregazione.

glossario

Un ulteriore ambito di ricerca è dato dai geopolimeri, materiali che vengono dalla terra. «Silicati, materiali ceramici natura-li - spiega Marinella Levi -. Si preparano a competere con il cemento Portland». C’è di più: da evidenze che emergono da reperti di epoca romana ed egizia, anfore e piramidi non sa-rebbero state realizzate in materiale cementizio, ma in allumi-nosilicati. Sono materiali che induriscono con l’acqua e in base al livello di Ph. «Noi lavoriamo proprio su queste proprietà - dice Levi - sull’indurimento chimico e sulla gestione del tempo di reazione. Il tempo deve essere sufficiente a che il materiale non si blocchi nell’estrusore, ma deve avere una viscosità suf-ficiente che non lo faccia sciogliere una volta estruso».

Viscosità e tempo sono i due valori chiave per materiali per i quali non è prevista una fase di cottura: «Si lavorano come il cemento, si impastano come l’argilla», sintetizza Marinella Levi. In laboratorio si parte da miscele di geopolimero con parti di acqua. «In realtà parliamo di acqua e di attivatore, dunque acque basiche, oppure soda o potassa che alzano il Ph e favoriscono l’avvio della reazione di indurimento». Alla miscela si possono aggiungere inerti (pietrisco o sabbia). «Oppure - dice Levi - si può aggiungere argilla, che non essen-do inerte reagisce con la miscela e dà un materiale che va in forno. Stessa proprietà che si ottiene con la lignina, che porta porosità e conferisce un profumo di sauna finlandese». ∞

Errori e imperfezioni sono la quotidianità nelle prove di stampa con i materiali compositi

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Lo slicing è il pane della stampante. Se

fatto da mani sapienti, una macchina come la

Gimax3D lo esalta

Stampare conci piace

come più

Il programma opensource per lo slicing è efficace e rapido, ma non ha profili accessibili. Ecco come li abbiamo creati

Utilizzare con una certa profondi-tà un programma di slicing non è cosa da poco, perché le impo-

stazioni sono caratteristiche e, non esi-stendo standard di mercato, il gusto del team di sviluppatori o motivi storici han-no portato ciascun software a offrire un approccio specifico. Qualcuno privilegia i profili, qualcun altro i parametri sempli-ficati, e non è scontato che ciò che offre un programma sia disponibile negli altri. Qui vogliamo spiegarvi i passi che ab-biamo compiuto per aggiungere a Cura, il diffuso software opensource di Ulti-maker, una funzionalità utile che riguar-da l’uso ricorrente di impostazioni per la stampa, ovvero i profili, che in Cura sono da caricare ogni volta da un file o da un G-Code, mentre in altre applica-

di Simone Majocchi

Cura

come fare per


Soluzione apertaDa questa prima prova abbiamo capito quello che ci serviva: i file “.ini” nella cartella quickprint vengono caricati da Cura per la modalità quickprint ordinandoli in base al numero con cui inizia il nome file, mentre il nome visualizzato è quello presente nel campo “name” della sezione “[info]”. La possibilità di aggiungere altri preset sostanzialmente era quello che più ci preoccupava, mentre avevamo capito che era facile creare una sequenza di file ordinati che il programma avrebbe caricato e visualizzato senza toccare altro. Un ottimo esempio di programmazione fatta per gestire in modo flessibile file di configurazione in modo quasi automatico.

Per muoversi frale pieghe del pannello di configurazione di Cura serve dimestichezza:qui vi insegniamoa costruirvela

zioni sono disponibili con elenco aggior-nabile. Abbiamo iniziato a utilizzare Cura con Windows 8.1 e selezionato la mo-dalità “Expert” per accedere alle varie impostazioni, notando che nella modali-tà “Express” sono disponibili alcuni pre-set per la stampa e per i materiali. Dopo una prima fase in cui abbiamo cambiato i valori a ogni stampa, abbiamo iniziato a salvare i file con i profili, creando una serie di “.INI” in una cartella. Ricarica-re i file non è complicato, ma non è co-munque veloce come in altri programmi e quindi ci siamo chiesti come aggirare il problema. Senza mettere le mani nel codice sor-

gente per aggiungere la funzione, vedia-mo il funzionamento dei preset: ciascuno contiene un profilo di stampa e quindi modificarlo ci permette di creare una bozza di profilo. Quando si passa da modalità Quickprint a Expert il programma chiede se si vo-gliono copiare i valori nei parametri corrispondenti e quindi ci è nato il so-spetto che fosse possibile memorizzare e caricare ogni parametro disponibile nell’interfaccia completa. I quattro pre-set disponibili (Fast, Normal, High e Ulti) sono abbinabili a tre materiali (PLA, ABS e U-PET) con la possibilità di attivare o meno i supporti tramite casella.

Reverse engineeringSapevamo che i quattro profili potevano essere da qualche parte nell’installazio-ne e quindi abbiamo iniziato a cercare per le directory, sospettando che potes-sero essere nelle cartelle dei dati utente. Cura mantiene le stampanti installate da un aggiornamento all’altro e quindi que-sto ci aveva portato a pensare al classico “Dati Applicazioni” all’interno delle car-telle dell’utente. Nella nostra cartella ab-biamo invece trovato una cartella “.cura” al primo livello, con tre file di tipo “.ini” e uno di tipo testuale. Aprendo ciascun file abbiamo trovato i parametri con cui il programma si apre, mantenendo fra una sessione e l’altra tutti i parametri. Un altro file conteneva le stampanti in-stallate, ma nessuna traccia dei nostri quattro preset di stampa e dei tre mate-riali. Torniamo quindi a cercare e questa volta dirigiamo la nostra attenzione sulla cartella di Cura presente in “Programmi (x86)”; qui ci sono tutti i file che servono e la ricerca va a buon fine quando in re-

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RiletturaVi suggeriamo di rileggere la lista di parametri prima di procedere nel processo; nel

dubbio potete anche recuperare nell’interfaccia il parametro che non sapete a cosa serva semplicemente assegnandogli un valore riconoscibile per poi ricercarlo visivamente.

Purtroppo non tutti i nomi dei parametri sono auto esplicativi e su qualcuno solo con questo metodo siamo riusciti a capire di cosa si trattasse. Gli utenti più esperti possono

anche saltare un po’ di passaggi partendo da un profilo base salvato da Cura, che modificano manualmente con notepad (o simile) e salvano in altri file senza passare

dall’interfaccia di Cura; ovviamente deve essere chiara la funzione di ciascun parametro.

Profili dei materialiI materiali non hanno dei profili specifici o una sezione dedicata nei file .INI, ma seguendo quanto fatto per i profili di stampa, possiamo entrare nella cartella “materials” sotto “resources” e anche lì fare le nostre personalizzazioni creando nomi e parametri legati ai filamenti che usiamo. Evidentemente i parametri che potremo modificare non dovranno essere duplicati nei profili di stampa, altrimenti se sceglieremo un profilo dopo avere scelto un materiale, i suoi valori saranno sovrascritti da quelli presenti nel profilo (dalle nostre prove “vince” l’ultimo profilo/materiale selezionato).

sources vediamo la cartella “quickprint” dove sono contenute due sottocartelle corrispondenti ai materiali e ai profili di stampa. All’interno dei file “.INI” ci fanno ben sperare e in effetti il loro contenu-to ci porta a fare subito qualche esperi-mento: apriamo con il blocco note il file “1_low.ini” e cambiamo il nome con-

tenuto nella sezione “[info]” da “Fast print” a “Primo profilo”. Proviamo a sal-vare e ci viene detto che non abbiamo l’autorizzazione. In effetti i file nella cartella Programmi di Windows 8.1 non possono essere modificati così e quindi salviamo con un nome diver-so, ma ancora ci viene detto che non

lo possiamo fare. Avremmo dovuto aprire il Notepad da amministratori e quindi ripieghiamo sul salvataggio nella cartella Documenti e creiamo “5_low.ini”, quindi con Cura chiuso passiamo al file explorer da cui spo-stiamo il nostro file nella cartella pre-sets. Riavviamo Cura e ci ritroviamo un quinto profilo di stampa denomi-nato “Primo profilo”, in quinta posi-zione.

Creiamo i profiliTrovato il meccanismo per far comparire in quickprint i profili contenenti le infor-mazioni per la stampa, abbiamo provato ad agire sui materiali e sulle stampanti, riscontrando ogni volta che le modifiche venivano recepite come previsto.Leggendo i file dei materiali abbiamo notato come ci fossero informazioni che potevano essere inserite nel profilo di stampa. Abbiamo quindi capito che la suddivisione fra l’uno e l’altro profilo non era così netta e che Cura utiliz-zava i valori associati a ciascun para-metro senza distinguere la provenienza. Praticamente ogni profilo di stampa po-teva contenere riferimenti a elementi an-che legati al materiale e viceversa. Con questi elementi chiariti, abbiamo iniziato a creare dei profili di stampa con il metodo tradizionale, ovvero passando alla modalità “Expert” e intervenendo in ciascuna schermata fino all’impostazio-ne di tutti i parametri significativi e non per il tipo di oggetto che desideravamo poter stampare tramite profilo. Al termi-ne abbiamo salvato il profilo in una car-tella di transito per accumularne un po’.

come fare per


Sapendo di avere a che fare con un programma opensource, non abbiamo

violato alcun termine della licenza d’uso: non ci sono vincoli e divieti

sull’intervento e la modifica del software, anche attraverso il reverse engineering,

la scoperta dei meccanismi interni di funzionamento. Il sorgente è pubblicato su Github, ma un approccio più diretto ci avrebbe risparmiato del tempo rispetto

allo studio dell’intero codice.

Modifiche ai profili creati

Se vogliamo alterare da Cura un profilo esistente, passando dalla modalità quickprint a quella expert, i valori vengono copiati. La loro modifica permanente richiede però il salvataggio di un file di profilo, da lavorare come abbiamo descritto nel testo e solo a quel punto il file potrà essere copiato nella cartella opportuna, sovrascrivendo il file esistente o creando un nuovo profilo con un numero progressivo libero. Aprendo Notepad in modalità Amministratore, diventa possibile editare ciascun file di profilo, rendendo questa operazione più rapida.

Con i profili realizzati con il salvataggio da Cura, possiamo procedere alla loro organizzazione. Ciascun profilo contiene tutti i parametri a esclusione di quelli relativi alla stam-pante, contenuti nella sezione “[machi-ne]” che si trova solo nei relativi file .ini o nel file di preferenze salvato nella car-tella dei dati dell’utente di cui abbiamo scritto all’inizio. Alla luce di questa pre-senza della lista dei parametri, conviene rimuovere da ciascun file i parametri le-gati al materiale: temperature, flusso e raffreddamento. Per avere l’esatto nome dei parametri da eliminare, basta apri-re un file .ini della cartella “materials”. Sta a voi decidere se in un profilo volete alterare uno specifico parametro ricor-

dando che ogni volta che selezionate in quickprint qualche profilo fra quelli di-sponibili, tutto quello che è nel file .ini viene caricato sovrascrivendo i valori precedenti. Se un parametro non c’è, il valore resta inalterato. Quello che va aggiunto in testa al contenuto del file ri-guarda la sezione “[info]” alla quale deve seguire “name = ...” per far comparire nell’interfaccia il nome desiderato per lo specifico profilo. È probabile che alla fine del file di preferenze salvato da Cura si possa trovare l’area “[alterations]” con i pezzi di G-Code descrittivi dei vari prolo-ghi ed epiloghi che il software aggiunge in testa e in coda al G-Code. Se questi non contengono codice significativo per il profilo, potete eliminarli. Fate attenzio-ne al fatto che le voci dei parametri sono organizzate ricopiando l’ordine di quelle nell’interfaccia, includendo quanto pre-disposto nella scheda “expert settings”.

Ordine e backupAbbiamo terminato la creazione dei no-stri preset di stampa rapida. Non ci resta che ordinarli e rinominarli aggiungendo un progressivo e il trattino basso all’ini-zio del nome del file. Possiamo aprire la cartella “quickprint” che è nel percorso di Cura in “programmi”, nella cartella “resources”, cancellando o spostando i quattro file presenti e salvando i nostri profili. Attenzione: a ogni aggiornamento di Cura verrà creato un nuovo percorso e i nostri profili saranno persi. Tenete-ne una copia in una cartella diversa da quella dell’installazione di Cura, così da poterli rimettere a posto al termine dell’aggiornamento. ∞

Si può fare

L’3Doodler78

3Doodlerla stampa

in manoAbbiamo provato la capostipite delle penne 3D per disegnare, riparare stampe o semplicemente giocare con lo spazio

idea alla base di questa penna è ab-bastanza semplice: prendere il sistema di estrusione e metterlo in mano all’u-tente consentendogli di estrudere nello spazio e a proprio piacimento con for-me e quantità di materiale controllate da una semplice interfaccia a pulsanti. In pratica, l’utente diventa il sistema di movimentazione dell’ugello di stampa creando così oggetti tanto imperfetti quanto interessanti. Farlo non è però semplice come dirlo e la tecnologia che è all’interno di 3Doodler merita un po’ di attenzione: intanto l’estrusione, come nelle stampanti 3D, è ottenuta spin-gendo il filamento plastico nella camera calda e poi dal foro di estrusione, poi la temperatura deve essere adeguata per rendere il materiale viscoso, restando in un intervallo abbastanza preciso. In-

di Simone Majocchi

fine quando si smette di estrudere il fi-lamento deve arretrare un poco per non sgocciolare dall’ugello. Ricapitolando, abbiamo un motore che pilota un si-stema di trascinamento, che spinge il filamento nella punta, che viene fuso da un riscaldatore, che deve essere ge-stito tramite un sistema di misurazione che, come per le stampanti 3D, attra-verso un PID mantiene la temperatura costante per il tipo di materiale caricato (3Doodler supporta PLA e ABS). Per nulla banale, e in effetti c’è molta più tecnologia dentro di quanto si pos-sa immaginare. Ringraziamo il negozio 3DItaly di Milano, per averci messo a disposizione 3Doodler per la nostra prova. Finché non si prende in mano, la 3Do-odler non riesce a trasmettere quella

3Doodler

come fare per


Produttore: WobbleWorksSito: http://the3doodler.comProdotto: 3DoodlerDistributore: 3DItalySito: www.3ditaly.itPrezzo: 140 euro IVA inclusaDotazione: kit di bacchette di PLA e ABS, kit manutenzione con chiavi per l’ugello

laPROVA l’estrusione inizia qualche istante dopo, sia per questioni di raggiungimento del-la temperatura, sia per compensare il movimento di ritrazione che la penna fa sul filamento ogni volta che si lascia il tasto di estrusione. Questo dovrebbe permettere il facile stacco dal materiale che si è fin lì estruso, oltre che evitare il gocciolamento sulla punta. Dalla punta esce anche un flusso di aria calda, cre-ato dalla ventola posta dal lato opposto e necessaria a mantenere l’impugna-tura fresca.

Come si lavoraL’impugnatura è l’aspetto più critico di tutto il processo. Noi ci abbiamo mes-so un po’ prima di trovare l’impostazio-ne che ci permetteva di premere senza sforzo su un tasto di estrusione e la scelta fra indice o pollice per premere è stata abbastanza ragionata. I due ta-sti di estrusione sono vicini alla punta

StickIl PLA di serie

ScatoleLa decorazione: spazio alla

creatività

PuntaL’estrusore della 3Doodler, da maneggiare con cura

sensazione di sostanza e l’effettiva con-sistenza della parte interna. La scocca in plastica è una copertura per un siste-ma meccanico robusto e in grado di ge-stire il filamento da 3 mm in estrusione e ritrazione con la pressione necessaria a far funzionare il sistema. Chi ha una stampante 3D e ha provato a spingere il filamento nella punta riscaldata fino alla temperatura di estrusione (escludendo il sistema motorizzato) sa che ci vuole una bella forza. Questa stessa forza di spinta la esercita il sistema interno non appena si preme uno dei due pulsanti che controllano l’estrusione. Via via che la temperatura scende, il sistema elet-tronico compensa per tenere la punta sempre alla temperatura adatta all’e-strusione. Un selettore nella parte po-

steriore permette di scegliere fra PLA ed ABS, senza ul-teriori regolazioni di fino. Quando si preme il pulsante

80

e hanno un pulsantino di quelli a corsa breve; quando si vuole estrudere, si ap-plica pressione e si sente il “clic” a cui, dopo qualche istante, segue il rumore del motore di spinta del filamento. Ci è capitato che involontariamente dimi-nuissimo la pressione sul tastino e che questo tornasse nella posizione iniziale senza che potessimo sentire un clic. In questo caso il motore continua a far ru-more ma cambia direzione per ritrarre il filamento per poi spegnersi a distanza di un paio di secondi. In pratica dobbiamo esercitare pressione, mantenendola, per tutto il tempo in cui vogliamo disegnare ed estrudere. Può sembrare facile, ma quando ci si concentra sul disegno, la

mano tende a rilassarsi e quindi le dita allentano la presa inconsapevolmente, per seguire con morbidezza i movimen-ti. Da qui la scelta dell’impugnatura che permetta di controllare il pulsante indi-pendentemente dalla presa su 3Doodler. Superato il primo scoglio di tipo manua-le, abbiamo iniziato a sperimentare tec-niche di disegno.

Iniziare dal 2DCome tutti gli strumenti creativi ado-perati per la prima volta, anche questo richiede un approccio rilassato e senza pretese. Abbiamo iniziato provando a realizzare forme semplici per scoprire come il filamento si accumula, si stende e solidifica nel tempo. Poi siamo passati alla ricerca dei nostri limiti di manovra: la precisione richiede un robot, mentre noi umani possiamo fare tesoro della nostra imperfezione che a quel punto diventa parte della tecnica di disegno. Mai come in questo caso, partire dise-gnando in due dimensioni si è rivela-

FarfallaPrima prova, la più semplice, per familiarizzare con i colori

RagnoGeometrie impegnative

PrecauzioniChi ha stampato tanto sa anche quanta energia richieda una resistenza che deve scaldare un ugello, quindi il cavetto che tiene collegati all’alimentatore da rete fornito, da 12 V e 2A nominali, non stupisce. Bisogna cercare di avere una presa di corrente che permetta di sfruttare i 2 metri di cavo disponibili: se la presa è a terra o a muro, resta poca libertà di movimento. La punta, a circa 180 gradi quando si lavora con il PLA, va tenuta lontano da superfici che possono deformarsi con il calore, così come l’area davanti all’estrusore deve essere libera poiché il flusso di aria calda potrebbe avere effetti sugli oggetti. Va ricordato che un sottile filamento estruso si raffredda in fretta, mentre una struttura fatta con molto materiale tende a rimanere calda di più. Il consiglio è di non usare un dito per sentire se il lavoro è freddo, ma di ricorrere a un oggetto con cui tastare la durezza della stampa: se è morbida, scotta ancora, se è dura e secca, è scesa a temperatura accettabile. Se stampate su una superficie, quella sottostante potrebbe essere più calda di quella raffreddata dall’aria, quindi date tempo ai lavori di raffreddarsi ed evitate di staccarle subito per non deformarle.

come fare per


to un’ottima idea. Su un pezzo di carta patinata ci siamo messi a disegnare scoprendo con una certa soddisfazio-ne che quando il materiale era freddo si staccava facilmente e aveva anche l’aspetto che ci eravamo prefissati. Su una solida base 2D è stato possi-bile staccare il disegno per arricchirlo nella terza dimensione, appoggiandolo ancora al foglio di carta per aggiunge-re elementi ortogonali e ben definiti. La nostra prima prova impegnativa è sta-ta fatta disegnando una farfalla: il suo effetto finale è gradevole e curioso. Il secondo tentativo serio è stato per una motocicletta e anche qui siamo partiti da un primo disegno su un foglio a cui abbiamo aggiunto elementi di vari colori prima di staccare e aggiungere le parti 3D. Il cambio filo richiede un minimo di pratica e funziona se si dispone di qualche spezzone di filamento prove-niente da bobine di PLA classiche per stampante 3D.Le bacchette del produttore sono in-teressanti, ma costose, mentre il PLA prelevato dalle bobine è più economico e funzionale.

Lo scotto da pagare per l’uso del mate-riale dalle bobine è avere dietro a 3Do-odler una matassa di filamento, ma così è anche più facile il cambio di filamento dato che si ha fino all’ultimo il neces-sario per estrarlo dalla parte posteriore di 3Doodler, cosa che con le bacchette da 25 cm diventa impossibile già dopo la metà. La terza nostra opera d’arte scritta in 3D ci ha visto ancora più mo-tivati e scientifici: volevamo disegnare un ragno, quindi abbiamo pensato di disegnare le dieci zampe utilizzando un righello per crearle come bacchette un po’ segmentate, mentre addome e te-sta sarebbero nate in 2D, poi stratifica-to in 3D. Il trucco sarebbe stato fissare con la 3Doodler le zampe al loro posto, sotto l’addome, per poi ripiegarle con un tocco di accendino per rammollire la plastica; questo metodo lo abbiamo messo a punto per ritoccare e ripulire le stampe 3D. Ha funzionato e le dieci zampe dritte sono diventate sagomate con buona regolarità.

Penna e stampanteDato che non ci accontentiamo delle applicazioni solitamente proposte per i dispositivi che proviamo, abbiamo pensato che 3Doodler potesse essere il tocco umano alle stampe 3D e quindi abbiamo pensato di creare oggetti nor-mali, scatole a forma di cuore, per poi aggiungere un tocco artistico e manua-le alla freddezza del modello. A nostro avviso la cosa ha funzionato bene, pur con la nostra approssimazione e ma-nualità. Il contrasto fra manuale e meccanico è interessante e la possibilità di mettere degli accenti colorati con grande faci-lità fa parte dei vantaggi del sistema manuale. ∞

MotoAnche il modellino di motocicletta nasce da un disegno 2D

La pagellaUno strumento divertente, adatto allo “scarabocchio” tecnologico. Non è facile domarlo e soprattutto la difficoltà di manovra per realizzare forme nello spazio richiede predisposizione. Dopo la prima ora di difficoltà, abbiamo trovato l’impugnatura giusta e abbiamo capito che non si può pensare di fare cose complicate senza una buona dose di pratica. L’impiego assieme alla stampante 3D, per ritocchi e rifiniture è valido e quindi 3Doodler potrebbe inserirsi in famiglia come sistema di disegno 3D per i giovani e strumento di finitura per i grandi. Il prezzo, infine, è adeguato alle prestazioni del dispositivo.

82

Scanify di Fuel 3D è adatto per

acquisire piccoli oggetti e volti in una

singola sessione. Ora È disponibile

nei negozi di 3D Italy

3DLo scanner

Produttore: Fuel 3D Technologies LimitedProdotto: ScanifyPrezzo: 1.400 euro IVA inclusaRisoluzione massima dettagli: 350 micronVertici mesh: da 200 a 750 milaArea di scansione: 22b x 30h cm Tempo di acquisizione: 1 decimo di secondo con flash xenonInterfaccia: USB 2.0Software in dotazione: Fuel3D Studio e Stitching

laProva

come fare per


Scanify è un buon esempio di campagna Kickstarter por-tata al suo compimento con

successo. Non solo il prodotto è stato realizzato secondo i piani, ma nel corso dei due anni successivi l'azienda ha ri-cevuto ulteriori finanziamenti che hanno permesso di arrivare alla situazione at-tuale. Scanify è oggi distribuito in vari paesi e in Italia da 3D Italy. Lo scanner non usa un laser o luce strutturata, o ancora un pattern proiettato e rilevato da una camera per gli infrarossi. La sua tecnologia si basa sulla presenza di due fotocamere da 3,5 megapixel posiziona-te centralmente e con distanza e angolo noti. Tre flash illuminano in sequenza il soggetto, permettendo una ricostruzio-ne fotogrammetrica precisa, mentre la distanza dal soggetto è risolta con un target da posizionare all'interno della scena. La combinazione di tutti questi elementi permette al software di fare una ricostruzione 3D con un elevato nu-

3Dper tutti

di Simone Majocchi

La confezioneIl look di questo prodotto e della sua confezione sono in linea con le attuali tendenze di marketing, dove anche quello che si scrive sugli imballi è oggetto di un'attenta progettazione. Ecco quindi l'alimentatore in uno scatolino “You've got the power”, mentre i tre target e il cavo USB sono in “Everything else you'll need”. Come accessorio Fuel 3D vende un set di due borse in neoprene dove conservare lo scanner, l'alimentatore, i cavi e i target durante il trasporto: praticamente indispensabili per chi pensa di usare questo strumento con una postazione portatile.

mero di punti mantenendo anche il co-lore per ciascuno di essi. Fuel 3D Studio è l'applicazione con cui si controlla lo scanner 3D e si effettua l'acquisizione delle mesh. Quando lo si installa, viene montato il driver specifi-co per Windows. In versione non ancora definitiva (in beta nel momento di anda-re in stampa) c'è l'applicazione StitchUp che serve a comporre più scansioni in un unico modello, ma la medesima operazione può essere fatta anche con Meshlab che, fra l'altro, permette di vi-sualizare la mesh delle singole scansio-ni con la mappatura dei colori. I formati prodotti da Fuel3D Studio sono STL, OBJ e PLY oltre al formato proprietario del programma con le informazioni relative all'intero progetto e alle varie lavorazioni.Fatta l'installazione del software, da sca-ricare dal sito di Fuel 3D previa registra-zione del proprio dispositivo, abbiamo collegato lo scanner all'alimentazione e alla porta USB.

La prima scansioneIl dispositivo di acquisizione va tenuto collegato al computer e all'alimenta-tore durante la cattura e quindi è ne-cessario trovare una sistemazione che permetta di vedere lo schermo quan-do si maneggia lo scanner e al tempo stesso che abbia l'agio necessario per il cavo di alimentazione. Un desktop è quindi poco adatto, mente il portatile dovrebbe avere prestazioni ragionevoli. Da Studio quando lo scanner è collega-to si può attivare il pannello viewfinder, mentre per le attività di ritocco, puli-zia e stitching non è necessario che sia connesso. Il viewfinder permette di avere un riscontro diretto dell'inquadra-tura e del corretto aggancio del target, indispensabile al software per tutte le elaborazioni. Nelle prove abbiamo nota-to che tutte le geometrie circolari (ade-sivi, bollini e simili) sono agganciate dal software che prova ad analizzarle

sualizzata con varie modalità: normal, jet, mono e outline. Normal ci presenta la scansione illuminata con l'intensità e la direzione definite nei relativi parame-tri; jet somiglia a una mappa della tem-peratura dove il colore rosso indica la maggiore “confidenza” del software nel risultato, mente i colori freddi indica-no aree con molte meno informazioni. Mono presenta la mesh senza colora-zioni e Outline è la mesh con la texture senza illuminazione direzionale.L'area rettangolare che il sistema cattu-ra con grande probabilità non contiene solo informazioni utili, ma anche ele-menti che sono parte della mesh, che non sono dell’oggetto catturato. Per questo motivo la fase successiva è lo scontorno dell’area 3D utile. Il processo va fatto con il sistema che fa definire i punti che contengono la parte da con-servare. A ogni clic si fissa un punto e con i tasti del cursore si ruota la vista

Il processo di ricostruzione delle immagini in 3D di Scanify è basato sulle ricerche del Professor Ron Daniel della Oxford University. Daniel ora è Technical Advisor in Fuel 3D, ma il team conta su numerose altre figure di spicco nel mondo imprenditoriale e finanziario scozzese che hanno determinato l’arrivo di altri finanziamenti oltre a quelli raccolti con Kickstarter, oltre 300 mila dollari.

come se fossero il target. Un tratteggio rosso indica una eccessiva distanza, il verde ci comunica che possiamo scat-tare. Il processo di acquisizione si inne-sca premendo a fondo uno o entrambi i pulsanti posti sull'impugnatura. Se si preme leggermente si attiva invece la luce guida a LED che illumina il sogget-to e permette una corretta inquadratura anche in condizioni di scarsa illumina-zione. I tre flash scattano in sequenza e catturano “luci e ombre” necessarie per la ricostruzione spaziale. L'imma-gine catturata è visualizzata nella fine-stra viewfinder dalla quale è possibile salvarla nel progetto o eliminarla. Qual-siasi sia la scelta effettuata è necessa-rio aspettare circa 30 secondi per far raffreddare i tubi allo xenon dei flash e quindi se si desidera fare la scansio-ne di un volto con più scatti il sogget-to deve rimanere immobile. Quando la scansione è in Studio, può essere vi-

IMMAGINI PRECISE

84

come fare per


Scanify è un passo avanti nel mondo della scansione 3D a colori e con i soggetti adatti si possono apprezzare i dettagli che lo scanner riesce a catturare. Ha dei limiti circa la tipologia degli oggetti e il volume di scansione, posizionato in un’area di fronte al sensore a circa 40 cm di distanza. Tutto ciò che non rientra nel volume non può essere acquisito e il sistema dei target non fa deroghe. Rispettando i limiti, i risultati sono interessanti, con dettagli che superano le aspettative ricevendo le texture delle superfici o il movimento di una barba. Per via della trasparenza un paio di occhiali completi è da evitare, mentre la montatura senza lenti riesce perfettamente. Niente reverse engineering di parti meccaniche, ma ottima ritrattistica e acquisizione di oggetti come statuette, peluche, vasi, purché opachi o trattati con spray opacizzanti.

laPagella

attorno al centro per vedere l’area che interessa. Al termine si ha una mesh ritagliata.

Le esportazioniCon Fuel 3D Studio si salva il lavoro in una cartella che contiene i file in formato grezzo e lavorabile per lo scontorno del pezzo anche a più riprese o per la sele-zione di dettagli diversi, mentre quando si esporta si ottiene solo la parte scon-tornata in quel momento. Le differenze fra i tre formati sono significative: STL contiene la sola mesh data dalla nuvola di punti su cui vengono costruiti i trian-goli delle facce; c’è l’orientamento cor-retto fra interno ed esterno, ma si tratta di una struttura aperta come un foglio di carta appiccicato e piegato sulla forma dell’oggetto acquisito per la parte cattu-

sono stare in una stampante 3D tipica (20x20x20) abbiamo un certo agio. Nel software è previsto anche il pacchetto per lo stitching, cioè la fusione di più scansioni in una unica mesh chiusa e stampabile. Il processo è fattibile, ma ri-chiede pazienza e una sovrapposizione significativa (il 25% circa) fra ciascuna mesh e quella successiva, il che significa una rotazione di 45 gradi fra le acquisi-zioni e otto scansioni da fondere una con l’altra. Se si tratta di un oggetto inanima-to si può usare un cavalletto e un piano rotante. Per le persone c’è la possibilità di usare lo scanner per un’acquisizione frontale e poi fondere il tutto con un bu-sto o un corpo modellato.

rata. Così la scansione non è stampabile in 3D e richiede un passaggio intermedio in un software di modellazione. Con OBJ abbiamo il salvataggio di file accessori che servono per mappare la bitmap acquisita dalla fotocamera sulla superficie dei triangoli. Bitmap e mesh sono alla loro massima definizione e quindi la qualità è quella migliore. Con PLY si ha un file che ha ciascun pun-to della nuvola a cui è anche associato un colore, frutto della media dei colori nell’intorno del punto stesso. Il forma-to così fatto ha una definizione legata al numero di vertici, mentre con OBJ non c’è questo legame. In pratica OBJ ha più dettagli mentre PLY è più pratico in quanto è un unico file senza dipendenze. L’area utile dello scanner è sufficien-te a fare un volto; per oggetti che pos-

Lo Scanify va tenuto collegato al computer durante le fasi di

acquisizione immagini. Pertanto va trovata una posizione che consenta

di avere agio nel muoversi e di controllare sul display cosa sta

avvenendo. Quindi meglio un portatile che un desktop

86

stampante 3d,

elettronica e

meccanica: gli elementi

da usare e i passi

da compiere per

realizzare oggetti

robotizzati

di Paolo Aliverti

come fare per


stampiamociil robotPer sua natura una stampante 3D non può essere considerata un robot,

ma utilizza una struttura meccanica che può muovere lungo tre assi principali un utensile, che nel caso della stampante è un estrusore per

la plastica. Un sistema del genere potrebbe essere utilizzato come un semplice ma-nipolatore, una categoria di robot utilizzati per risolvere semplici problemi o svolgere attività particolari come la costruzione di circuiti. Di più: un robot di questo tipo po-trebbe anche disporre di vari utensili, custoditi in un piccolo magazzino, che sono sostituiti quando serve. Potrebbe avere pinze, frese e altri strumenti adatti alle diverse attività. Una macchina di questo tipo è dunque costituita da una struttura portante, che può essere costruita con barre di metallo. E la maggior parte delle parti mecca-niche possono essere create proprio con una stampante 3D. Le parti che si possono creare sono:- giunti e incastri per le parti metalliche,- ingranaggi, pulegge e sistemi di trasmissione,- supporti,- meccanismi «manipolatori», pinze e utensili.

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L’intervento della stampa 3D può sem-brare ridotto, ma è cruciale. Può infatti aiutarvi a realizzare delle parti mecca-niche su misura in tempi brevissimi. Nella realizzazione di prototipi vi trove-rete spesso a dover utilizzare delle parti speciali, che difficilmente trovereste in vendita in una ferramente specializza-ta. Con la vostra stampante non dovrete fare altro che disegnare e stampare.

Una macchina «manipolatrice» potrebbe richiedere un grosso telaio, che natural-mente non realizzerete interamente con una stampante 3D. Esistono dei profili in alluminio molto versatili che potete combinare rapidamente tra di loro per costruire lo chassis. Create dei giunti per combinare le barre in alluminio: l’effetto finale sarà sicuramente molto professio-nale. Disegnare giunti e parti meccani-

Montaggio della struttura a tre

assi di una stampante 3D

con barre filettate e parti stampate

che per il telaio di un robot non è per nulla difficile (abbiamo esplorato alcune tecniche di progettazione nello scorso numero). Per unire due profili in allumi-nio potete disegnare un cubo che farà da angolare e poi aggiungere al cubo due «incastri» che si infileranno nelle barre di metallo. Ricordatevi di contemplare sempre le tolleranze tra le parti e lascia-te circa mezzo millimetro per lato.

Progettazione di un giunto per collegare due profili in alluminio

come fare per


Un servomotore di piccole dimensioni

tutorial1bracci robotici, polsi e mani

01

Progettiamo insieme

Nell’industria i bracci robotici sono utilizzati da decenni per lavorare in catene di montaggio e per svolgere rapidamente lavori ripetitivi: avvitano e svitano, verniciano, forano, e lo fan-no con grande precisione.Un braccio robotico industrale ha una base fissa su cui ruota il manipolatore, due motori per muovere «braccio» e «avan-braccio» e almeno altri tre motori per «il polso». La punta o l’attrezzo montato sulla mano di un braccio di que-sto tipo possono arrivare ovunque. Questo robot si presta per usi industriali e non è adatto per esplorare il mondo: come il caso precedente è una macchina studiata per lavorare in un ambiente chiuso, senza possibilità di muoversi. Un braccio robot non ha problemi energetici perché è alimen-tato e pilotato con dei cavi: può utilizzare motori potenti e sol-levare carichi notevoli. La «mano» spesso è dotata di sensori tattili per rilevare la pressione e regolare la presa. Il controllo dei movimenti spesso è «cieco», soprattutto nelle catene di montaggio, dove i movimenti sono sempre uguali. Se l’ambiente fosse imprevedibile, è necessaro utilizzare sen-sori complessi, come una telecamera collegata a un software di visione artificiale. Per realizzare un braccio robotico nel vostro garage, vi servi-ranno una manciata di motori passo-passo (sono dei motori elettrici che procedono a piccoli passi molto precisi) con delle schede di pilotaggio (driver), una scheda di controllo a micro-controllore e del materiale (legno o metallo) per realizzare la struttura. Su Thingiverse trovate numerosi esempi di bracci robotici di piccole dimensioni, ma potete disegnarne uno con un semplice CAD. Con la vostra stampante 3D potete stampare tutte le parti meccaniche necessarie, a patto che non siano sottoposte a notevoli sforzi meccanici. Se non avete grandi pretese, con la vostra stampante potete addirittura realizzare un intero brac-cio robotico, di dimensioni ridotte.

Create degli alloggiamenti per i servomotori: disegnate dei parallelepipedi leggermente più grandi dei motori. Dovete tener

conto dello spessore che volete utilizzare per le pareti laterali e delle tolleranze meccaniche. Se il servo motore è lungo trenta millimetri

create un solido che sia lungo almeno trentuno o trentadue millimetri

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Realizzate una base di appoggio per il braccio. Disegnate una base abbastanza ampia così che il braccio robotico non si ribalti. Se desiderate, smussate il bordo per dargli un aspetto più piacevole. Al centro della base ponete una copia dell’alloggiamento per il servomotore

Per migliorare l’equilibrio della struttura abbiamo creato un braccio che si collegherà al servomotore della base e che reggerà la gabbia del secondo servomotore

Il secondo servo motore va collegato all’asse di rotazione del primo. Disegnate una gabbia in cui metterlo in modo che sia sdraiato. La gabbia ha un foro alla base e feritoie in cui inserire le alette. Anche in questo caso prevedete le tolleranze meccaniche e aggiungete mezzo millimetro

Svuotate il parallelepipedo con la funzione «Shell»: otterrete una scatola pronta per accogliere il «servo». Fate attenzione a garantire uno spessore adeguato per le pareti

Svuotate il parallelepipedo con la funzione «Shell»: otterrete una scatola pronta per accogliere il «servo». Fate attenzione a garantire uno spessore adeguato per le pareti

Da uno dei lati del servomotore, fuoriescono tre fili elettrici: due servono per l’alimentazione e uno (di solito giallo o arancione) porta il segnale di controllo. Tagliate l’angolo del servomotore a quarantacinque gradi così che ci sia tutto lo spazio per far passare i fili

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come fare per


Il nostro mini-progetto non ha una mano o delle pinze, ma un semplice puntatore laser, per questo abbiamo disegnato una semplice ghiera per infilare il laser

Braccio robotico con due servomotoriCon l’aiuto di qualche piccola vite abbiamo assemblato il tutto e abbiamo collegato i due servomotori ad Arduino. Il sistema di puntamento è pronto per far divertire il gatto di casa...

08 09Ecco l’insieme delle parti pronte per essere esportate e stampate in 3D

Per semplificare la meccanica, al posto dei motori passo-pas-so potete impiegare dei servo motori, che sono delle piccole scatolette a cui è collegato un braccetto che si può comandare con Arduino (della scheda parliamo a pagina 62), indicando la posizione che deve assumere (espressa in gradi). I servo motori si utilizzano nei modellini radiocomandati per azionare sterzi, timoni e flap e li potete trovare presso un ne-gozio di modellismo (oppure online in un e-commerce specia-lizzato in robotica come Robot Italy o Robot Store).

• Micro Robot arm (9g Micro Servo) di bentommye - www.thingiverse.com/thing:34829 - un braccio robotico semplice ed economico;

• Arm Robot di Crill - www.thingiverse.com/thing:415213 - braccio robotico dotato di pinza;

• MeArm V0.4 «Pocket Sized Robot Arm» di phenoptix - www.thingiverse.com/thing:360108 - un progetto stampabile o «ritagliabile», dotato di pinza.

Suthingiverse

Abbiamo così provato a progettare, con il CAD gratuito 123D Design (di Autodesk), un semplice braccio robotico a due assi per pilotare un puntatore laser, e trovate tutte le varie fasi che abbiamo seguito da pagina 89 a 91. Il nostro braccio però è solo una traccia per farvi capire come procedere. Il prototipo utilizza due servomotori: uno fissato su una base, per le rota-zioni orizzontali e il secondo collegato al primo, per muovere il puntatore verticalmente. Prima di tutto, recuperate dei servo motori e misurateli con un calibro.

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tutorial2robot su ruote e cingoli

Una struttura adatta per l’utilizzo in ambienti con superfici piane e non troppo accidentate è il «triciclo» (adottato dai ro-bot aspirapolvere domestic). Per realizzare un robot di questo tipo vi serve una una base con due ruote motrici e un ruotino d’appoggio. Le ruote sono collegate a motori passo-passo o a motori in corrente continua, a cui è necessario inserire una demoltiplica per ridurre il numero di giri. La stampa 3D vi può aiutare a disegnare gli ingranaggi e a realizzare la scatola di riduzione. I motori si fissano a un telaio che potete stampare solo se le dimensioni sono contenute. Un modello particolare di robot a due ruote è il «bilancino», a cui manca il ruotino d’appoggio e si mantiene in equilibrio correggendo la sua posizione continuamente. I due motori hanno pilotaggi indipendenti e serve un software che legge la posizione del robot con accelerometri e la corregge per

AntropomorfiI robot più complessi e affascinanti sono quelli antropomorfi. Per creare un robot che si muova come gli esseri umani è necessaria una complessa progettazione meccanica. Per avere movimenti realistici, si devono replicare ossa, giunture, legamenti e muscoli e il tutto deve essere coordinato. È sicuramente un lavoro immane. Ma non poteva mancare un progetto opensource anche su questo tema: InMoov (www.inmoov.fr), il primo robot umanoide a grandezza naturale che si può stampare con una stampante 3D (ne parliamo anche a pagina 29 e 34, contestualizzando il lavoro nell’ottica dei maker e dei Fablab). L’idea di InMoov è dello scultore e modellista Gael Langevin che ha lavorato in questo campo per più di venticinque anni. Per stampare il vostro «umanoide» vi basta avere a disposizione una normale stampante 3D e qualche competenza meccanica. Da visitare anche il sito Poppy Projects (www.poppy-project.org) che consente di unirsi a una community di progettisti robotici. Su Poppy si trovano molte soluzioni «open» che si possono utilizzare per sviluppare i propri robot. Tutte le creazioni sono modulari e facili da realizzare e da espandere. L’elettronica è pilotata da Arduino e tutte le parti meccaniche si possono realizzare con una stampante 3D.

Su http://woodgears.ca potete progettare online gli ingranaggi. Lo farete utilizzando il vostro CAD: disegnate un dente e replicatelo

il numero di volte che desiderate attorno all’asse di rotazione. Gli ingranaggi non sono parti semplici e dovrete tener conto di vari dettagli

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mantenerlo verticale. Quando il territorio da esplorare è acci-dentato le ruote possono essere sostituite da cingoli forma-ti da una catena con diverse maglie. La catena è trascinata da ruote dentate. Solitamente le maglie si devono incastrare l’una nell’altra, oppure si devono unire con giunti. Con una stampante 3D potete creare maglie, purché progettate bene, perché devono ingranare una ruota dentata. Il compito non è semplice e richiede competenze meccaniche. La versione a pagamento del programma http://woodgears.ca non vi fornirà il modello 3D della maglia, ma avrete il passo da utilizzare.

Utilizzate il sito coolutils per convertire il file HPGL in SVG. Woodgears produce un file in formato HPGL (PLT) e per utilizzarlo con un CAD

come 123D Design dovrete prima trasformarlo in SVG. Utilizzate il tool online: www.coolutils.com/Online/CAD-Converter

123D Design importa file SVG che possono essere estrusi. Quando il tracciato dell’ingranaggio è in formato SVG, potete importarlo in 123D

Design come solido o disegno piano ed estruderlo dell’altezza che desiderate. Una volta che l’ingranaggio è importato potrete modificarlo

Elementi di una catena di trasmissione – (1) piatto esterno; (2) piatto interno; (3) perno; (4) boccola; (5) rullo. (CC BY-SA 3.0 – foto di

Niabot)

Sul progetto MiroBot (http://mirobot.io) non ci sono parti da stampare in 3D ma interessanti informazioni per realizzare un piccolo robot che si muove su due ruote, può essere controllato da remoto e ha una piccola

penna che può tracciare dei disegni. Il progetto nasce con finalità didattiche per insegnare nozioni di meccanica, elettricità e logica

• Mobile Robot - www.thingiverse.com/thing:4282 - box con due riduttori di velocità

• ArduBot - www.thingiverse.com/thing:603907 - un robot completo, con link per scaricare il software e gli schemi di assemblaggio

• Balancing robot - www.thingiverse.com/thing:25531 - robot a bilancino con Arduino

• Caterpillar Robot - di Kepler - www.thingiverse.com/thing:7640 - blocco per motore con due ruote per cingolo

• Caterpillator v1.1 di Olalla - www.thingiverse.com/thing:8559 - cingolo a maglie

• Mini tank di samp20 - www.thingiverse.com/thing:132199 - base cingolata con Arduino

Suthingiverse

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tutorial3zampe, gambe e piedi

I sistemi di locomozione più efficaci sono quelli progettati dal-la natura. In milioni di anni di evoluzione genetica, gli esseri viventi hanno raggiunto la perfezione in ogni loro parte e un progettista di robot non ha che copiare e ispirarsi al mondo vivente. Zampe, gambe e articolazioni di vario tipo non sono altro che dei sistemi di leve.

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Una leva è considerata una macchina semplice, composta da un’asta rigida, un fulcro su cui l’asta è incernierata, un punto di azionamento e un punto in cui prelevare la forza. Le leve servono per modificare le forze, moltiplicarle, ridurle o cambiarne la direzione. Esistono tre tipi di leve:

leve di primo tipo, dove il fulcro è centrale e a seconda della sua posizione possiamo avere una situazione vantaggiosa, svantaggiosa o di equilibrio. Per farvi un’idea, pensate alla giostrina che si trova nei parchi per i bambini, dove i bimbi si siedono all’estremità di un’asta e si dondolano su e giù

Leve di terzo tipo, dove il fulcro è a un’estremità e la forza di uscita all’estremità opposta. La forza di ingresso si applica al centro e il sistema è sempre svantaggioso, come quando cercate di sollevare una scala per appoggiarla contro un muro.

Il progetto Open Source MetaBot utilizza componenti facili da reperire e la stampa 3D per costruire robot dotati di zampe. Nella sezione «Build Your Own» trovate i link per scaricare i file STL e le istruzioni per l’assemblaggio.(http://metabot.cc)

leve di secondo tipo, dove il fulcro è a un’estremità e la forza «d’ingresso» si applica all’estremità opposta, come accade per una carriola o uno stappa bottiglie

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Utilizzando composizioni di leve è facile progettare una coppia di gambe in grado di far camminare un robot anche su terreni accidentati. Il problema di un sistema del genere è l’equilibrio: il software deve leggere continuamente un accelerometro o un giroscopio per correggere i movimenti e tenere in equilibrio il robot. I calcoli necessari non sono banali. Potete migliorare l’equilibrio aggiungendo una o più coppie di gambe. Le zampe possono diventare anche sei o otto, imitan-do i movimenti di formiche e ragni e fornendo una notevole stabilità al robot. Tenete presente che ogni zampa richiede almeno due motori: uno per ruotarla e uno per sollevarla. I mo-vimenti delle zampe devono essere coordinati con precisione e in questi casi potrebbe essere necessario avere una scheda di controllo dedicata al coordinamento e al pilotaggio dei motori delle zampe. Una forma particolare e abbastanza rara di robot è quella a serpente. La macchina è formata da tante sezioni circolari unite tra di loro e pilotate da numerosi motori. La stampa 3D può essere usata per disegnare e realizzare zampe e giunture con facilità. Su Thingiverse troverete esempi di basi robotiche con gambe e zampe. Segnaliamo inoltre l’e-sapode Hexy (http://arcbotics.com/products/hexy) soluzione complessa ma a basso costo, semplice da realizzare. Utilizza Arduino e una scheda, chiamata shield, per il pilotaggio dei numerosi servomotori. ∞

• AT-AS quadruped - www.thingiverse.com/thing:30088 - quadrupede con otto servomotori;

• Quadruped Robot for 9G - www.thingiverse.com/thing:272233 - base robotica a quattro zampe.

• Spider di matthiasm - www.thingiverse.com/thing:585 - progetto per spider a otto zampe di grandi dimensioni;

• Prodos - Bipedal Robot di jdow - www.thingiverse.com/thing:10474 - progetto per robot bipede (www.projectbiped.com);

• ROFI bipedal robot di jdow - www.thingiverse.com/thing:32048 - robot bipede dalle meccanche molto complesse

Suthingiverse

DroniDa qualche anno i droni stanno spopolando tra maker e appassionati al volo. Questi veivoli possono essere utilizzati per molti scopi e di solito sono radiocomandati. Il drone multi elica, a differenza di un elicottero, ha un’ottima stabilità in volo, cosa che lo rende interessante per le applicazioni robotiche. Un drone non ha difficoltà a sorvolare aree impervie e può raggiungere ogni luogo, grazie anche alla elevata durata delle batterie. I droni «robotici» devono comunque preoccuparsi degli ostacoli che possono trovare in volo: anche in aria si possono trovare degli impedimenti e una collisione può avere delle conseguenze molto pericolose. Sensori, telecamere e GPS devono essere coordinati per garantire la sicurezza del volo e l’integrità del robot e delle persone. La stampa 3D ha un ruolo importante nella costruzione di un drone: molte parti possono essere realizzate con i processi additivi. Potete stampare un intero telaio, eliche, braccetti e ogni parte necessaria. Cercando la parola «drone» nel sito Thingiverse trovate più di settecento oggetti, dal drone completo al singolo pezzo. Se desiderate avventurarvi nella costruzione di un drone, vi consigliamo di partire da Google e digitare «Drone DIY», cioè drone fai da te (Do It Yourself). Troverete molte informazioni e tanti siti, come quello del progetto APM Copter (http://copter.ardupilot.com): un progetto Open Source completo per costrurvi da soli un drone a quattro, sei o otto eliche. APM copter fa parte di un progetto più grande chiamato DIY Drones, un sito che raccoglie una vasta comunità di appassionati al tema dei droni, non solo volanti (http://diydrones.com). Il sito di APM Copter ha una guida completa che spiega ciò che serve per costruire e pilotare un drone. È anche possibile scaricare il software di pilotaggio e di programmazione del volo. Prima di dare corrente ai rotori, però, non dimenticatevi di controllare le normative dell’ENAC, che da pochi anni si occupano anche del volo di questi apparecchi: volare senza i dovuti permessi potrebbe costarvi una multa. Oltre che nei cieli, i robot si possono muovere anche sotto alla superficie del mare: su www.openrov.com trovate tutte le indicazioni per costruire un drone sottomarino.

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