Corso Stampa 3D Online Guida Tinkercad tutorial Paint 3D per Bambini e Didattica a Scuola

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⚡📷Cos’è la stampa 3D e come funziona?

Definizione e storia Stampa 3D. Introduzione alla Digital Fabrication, la cultura dell’autocostruzione e al rapid prototyping. Modellazione 3d guidata CAM. La rivoluzione dei maker. I modelli digitali. Processi additivi e sottrattivi

Definizione e storia della stampa 3D ^

Sappiamo tutti che cos’è stampa laser o getto d’inchiostro su carta, che possiamo definire 2D in quanto ha solo 2 dimensioni, essendo il foglio virtualmente piatto. La stampa 3D (tridimensionale) aggiunge una terza dimensione, il volume. La stampa 3D utilizza una stampante per creare oggetti tridimensionali, ad esempio una tazza o una bambola o una custodia per telefono. Una stampante tridimensionale lavora prendendo un file 3D da un computer e utilizzandolo per fare una serie di porzioni in sezione trasversale. Ciascuna porzione è poi stampata l’una in cima all’altra per creare l’oggetto 3D.

La stampa 3D nasce nel 1986, con la pubblicazione del brevetto di Chuck Hull, che inventa la stereolitografia, un sistema per generare oggetti tridimensionali con vari sistemi. Da allora la stampa 3D si è evoluta e differenziata, con l’introduzione di nuove tecniche di stampa e di innumerevoli materiali con diverse caratteristiche meccaniche, stampabili sia da soli che in combinazione, permettendo la diffusione di questa tecnica di produzione in molti ambiti, che spaziano dall’industria all’ambito medico e domestico.

“La stampa tridimensionale rende economico creare singoli oggetti tanto quanto crearne migliaia e quindi mina le economie di scala. Essa potrebbe avere sul mondo un impatto così profondo come lo ebbe l’avvento della fabbrica… Proprio come nessuno avrebbe potuto predire l’impatto del motore a vapore nel 1750 — o della macchina da stampa nel 1450, o del transistor nel 1950 — è impossibile prevedere l’impatto a lungo termine della stampa 3D. Ma la tecnologia sta arrivando, ed è probabile che sovverta ogni campo che tocchi”

(The Economist, in un editoriale del 10 febbraio 2011)

A partire dal 2009, con la scadenza del brevetto sulla tecnologia FDM, il costo delle stampanti 3D si è considerevolmente contratto, rendendole economicamente accessibili alle piccole e medie imprese e favorendone l’ingresso nel mondo degli uffici e nelle scuole. Sebbene la prototipazione rapida domini gli usi attuali, le stampanti 3D offrono un grande potenziale per la produzione di applicazioni. La tecnologia trova anche uso nel settore della gioielleria, calzoleria, progettazione industriale, architettura, automotiva, aerospaziale, medico e dentistico. Dal 2018 alcune aziende hanno iniziato a realizzare prodotti in serie attraverso tecnologie di stampa 3D, ad esempio Adidas produce le suole di un suo modello di scarpe da corsa attraverso una variante della stereolitografia e General Electric realizza gli iniettori in metallo di un motore aeronautico per sinterizzazione a fascio di elettroni.

Come vengono creati gli oggetti nella stampa 3D ^

A differenza di una scultura in cui partendo da un blocco di marmo, per sottrazione di materiale si arrivava al risultato voluto. Nella stampa 3D, gli oggetti vengono creati aggiungendo o depositando strati di materiale e aggiungendo livelli. Il file del computer con i dettagli relativi al modello deve essere convertito in sezioni che la stampante creerà strato per strato. La stampa di un oggetto tridimensionale può richiedere ore o giorni per essere completata, a seconda della complessità e delle dimensioni dell’oggetto. Il costo si basa sui materiali utilizzati, tra gli altri fattori. Al contrario, se acquisti un pezzo di legno, ritaglia i pezzi per creare il tuo oggetto e paghi il pezzo di legno originale.

⚡📷Attività Capire la differenza tra metodo sottrattivo e additivo ^

Fare foto/video per documentare l’attività svolta, aggiungendole all’album:
https://www.informaweb.it/it/go/corso-stampa3d-google-album-m1   

Metodo sottrattivo, classico di quando si fa una scultura in legno o marmo:

  • Dai ad ogni gruppo di ragazzi 1 blocco di plastilina della stessa forma e quantità/peso
  • Chiedi di scolpirlo fino a ottenere una sagoma umana senza poter aggiungere nulla ma solo togliere.
  • Il risultato ottenuto è il metodo sottrattivo
  • Prendi un blocco di plastilina togli alcune parti fino a ottenere una personaggio o figura umana (metodo sottrattivo). 
  • Con il materiale di risulta fai tante piccole palline e crea un albero, attaccando una sull’altra le singole palline (metodo additivo), anche in cerchi concentrici come quelli del tronco di un albero se volete. 
  • Vince chi con la stessa quantità di materiale, realizza l’albero più grande! 

Tipi di stampa additiva: Resine o Filamento ^

Esistono almeno due tipi di stampa 3D additiva, resina e non resina. La stampa di oggetti con resina utilizza la tecnologia laser per solidificare strato per strato per creare oggetti. Spesso è estremamente costoso e utilizza luce e sostanze chimiche per curare l’oggetto. Le stampanti 3D in resina utilizzano una resina plastica formulata su misura versata in un serbatoio. La resina è sensibile alla luce e si indurisce quando la luce laser riscalda un punto all’interno della resina.

Quando le persone parlano di stampa 3D, parlano principalmente di stampa non in resina. Invece di resina, laser e prodotti chimici, la stampa non in resina utilizza plastica, cibo, ceramica o altro materiale e aggiunge strato su strato per creare un oggetto.

Una stampante 3D a filamento, prende il materiale, di solito avvolto su una bobina, riscalda il materiale e quindi fonde il materiale strato per strato per costruire un oggetto tridimensionale. Il materiale viene estruso, espulso e depositato. La precisione è fondamentale per le stampanti 3D. La testina di stampa, le pulegge e l’hardware dell’estrusore devono essere allineati, così come le dimensioni del software tradotte nelle dimensioni del mondo reale corrette utilizzate dall’hardware della stampante.

Il processo di stampa 3D ^

La stampa di un modello tridimensionale è più complicata di un documento su un foglio di carta. Bisogna come minimo: 

  • Trovare un modello o creare un modello con i software preposti
  • Preparare il modello per la stampa e dal formato STL trasformarlo un GCode specifico del modello stampante in uso e che tenga conto che esiste la gravità e quindi tutte le parti sospese dovranno avere un supporto da rimuovere una volta stampato il pezzo.
  • Stampa il tuo modello 3D, regolando la stampante secondo necessità

È possibile eseguire alcuni o tutti questi passaggi, a seconda che si disponga o meno di una stampante 3D o di utilizzare un servizio di stampa. Le stampanti 3D con filamento utilizzano principalmente plastica ABS  o PLA che diventa flessibile quando riscaldata e solida. Esistono altri possibili materiali termoplastici. Alcune stampanti utilizzano filo metallico. E le stampanti più recenti possono stampare ceramiche o con materiali alimentari. I materiali vengono alimentati nella stampante con una bobina con plastica o altro materiale avvolto attorno alla bobina.

La risoluzione di stampa ^

La risoluzione è espressa in spessore degli strati e la risoluzione X-Y in dpi. Lo spessore degli strati tipicamente è intorno ai 100 micrometri (0,1 mm), mentre la risoluzione X-Y è paragonabile a quella delle stampanti laser. Le particelle (punti 3D) hanno un diametro all’incirca da 50 a 100 micrometri (0,05-0,1 mm). Nel metodo FDM la risoluzione media ( e nella maggior parte dei casi usata ) è di 0,2 mm. Tanto più lo spessore dello strato è minore, tanto più la risoluzione è alta, ed anche più lungo il tempo di stampa. Sempre in FDM, ad esempio, 0,3mm-0,4mm sono risoluzione basse, mentre da 0,05 mm fino a 0,1 mm sono risoluzioni molto alte.

La filosofia di Factory 2.0 ^

La stampa 3D può essere vista come un sistema di produzione avanzato che consente a qualsiasi individuo di diventare designer e produttore dei propri prodotti. La vicinanza della produzione al consumatore significa che i costi di trasporto possono essere drasticamente ridotti e i tempi di consegna possono essere drasticamente ridotti con evidenti benefici per l’ambiente. Le ultime idee sulla stampa 3D possono aiutare a rilanciare la produzione e generare nuovi posti di lavoro, soprattutto se combinati con la potenza del Web. Può portare alla condivisione di nuove idee di prodotto, in particolare tramite social network, diffondendo così rapidamente nuove idee in tutto il mondo. Importanti aziende come Electrolux, Lego e Philips hanno utilizzato questa idea attraverso concorsi e così via per produrre nuovi progetti di prodotto attraverso l’input dei clienti (ovvero, offrono ai clienti ciò che desiderano in modo più accurato). 

Le nuove società manifatturiere basate sul Web attualmente utilizzano le tecnologie Web per consentire ai progettisti di fabbricare prodotti in una varietà di materiali, creare negozi online con prodotti fabbricati su richiesta e generare prodotti parametrici che i clienti possono modificare e stampare.