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

🧵 Corso Stampa 3D Online Guida Tinkercad Stampa 3D per Bambini Didattica Scuola

Possibili applicazioni della stampa 3D, attuali e future

La stampa 3D si usa comunemente nella visualizzazione dei modelli, nella prototipazione/CAD, nella colata dei metalli, nell’architettura, nell’educazione, nella tecnica geospaziale, nella sanità e nell’intrattenimento o vendita al dettaglio. Altre applicazioni includerebbero la ricostruzione dei fossili in paleontologia, la replica di manufatti antichi e senza prezzo in archeologia, la ricostruzione di ossa e parti di corpo in medicina legale e la ricostruzione di prove gravemente danneggiate acquisite dalle indagini sulla scena del crimine. Utilizzando particolari processi di scansione e stampa 3D è anche possibile riprodurre i beni culturali. Più recentemente, si è suggerito l’uso della tecnologia della stampa 3D per espressioni di tipo artistico.Gli artisti hanno usato le stampanti 3D in vari modi.

Applicazioni della stampa 3D

Sono gli usi futuri di questa tecnologia che entusiasmano le persone. Ad esempio, la sostituzione del retro in plastica del telecomando del televisore potrebbe comportare l’accesso a un sito Web, la ricerca della parte, quindi facendo clic su un pulsante per stampare la parte in locale dove è possibile raccoglierla. Oggi sostituisci il telecomando completo o scopri dove ottenere la parte di ricambio che è stata creata altrove, probabilmente all’estero.

 

Potrebbe essere possibile creare impianti medici, ad esempio, utilizzando tessuti del paziente.È anche possibile che la stampa 3D venga utilizzata come parte di un processo di produzione più ampio, ad esempio per creare automobili. Oltre a un nuovo set di automobili offerto ogni anno dalle case automobilistiche, la stampa 3D potrebbe semplificare la riparazione di auto storiche i cui pezzi di ricambio sono ormai introvabili.

Utilizzo casalingo ^

L’uso domestico o da parte dei consumatori della stampa 3D è principalmente limitato alle persone che sperimentano la tecnologia. Tuttavia, c’è molto valore nella stampa di oggetti tridimensionali per studenti, designer e chiunque abbia bisogno di un piccolo oggetto per dimostrare le proprie idee o creare oggetti utilizzabili. Anche gli studenti della scuola primaria, possono utilizzare una stampante 3D in classe per creare. 

Ci sono stampanti che soddisfano le più disparate esigenze, da quelle puramente didattiche o hobbistiche che si avvalgono dell’utilizzo di filamenti termoplastici sino a quelle delle sfere professionali (prototipazione, architettura, meccanica, medicale, orafa, etc) che si avvalgono di piani di stampa più ampi o di tecnologie raffinate come la DLP e la DLS che permettono di raggiungere gradi di definizione elevatissimi. In questo modo si ha la possibilità di mettere a disposizione delle piccole e medie imprese le tecnologie sino ad ora utilizzate dalla produzione industriale.

Ci sono stati vari sforzi per sviluppare stampanti 3D adatte all’uso domestico, e per rendere questa tecnologia disponibile a prezzi accessibili a molti utenti finali individuali. Molto di questo lavoro è stato guidato da e focalizzato su comunità di utenti fai da te/entusiasti/precoci, con legami con il mondo accademico.

 

In principio RepRap è stato un progetto che mirava a produrre una stampante 3D, le cui specifiche complete sono state distribuite sotto la GNU General Public License, e che può stampare una copia di sé stessa, quanto meno per la parti in plastica a cui vanno poi aggiunti vari elementi, fra cui l’elettronica, da reperire abbastanza facilmente in ambito locale o online. Un altro progetto che ha fatto strada e che ha ereditato molto dalla RepRap è la Thing-o-Matic della MakerBot Industries. La Thing-o-Matic è stata la prima stampante venduta in kit di montaggio e diffusa in tutto il mondo. Il modello Replicator della Makerbot, sta prendendo il posto della Thing-o-Matic. La Replicator ha riscosso un grandissimo successo al CES di Las Vegas 2012.

 

Anche in Italia sono state sviluppate stampanti 3D tra cui la Sharebot, la FABtotum, la Galileo di Kentstrapper, la Playmaker che con un volume di stampa maggiore la rende accessibile anche all’uso professionale oltre che privato, la PowerWasp, realizzata da Wasp Project che lavora per divulgare le tecnologie più avanzate e renderle raggiungibili a tutti, pari conoscenza e pari opportunità per liberare la creatività e rilanciare l’economia dal basso. Sono state presentate stampanti 3D chiamate a “doppio estrusore” come la Sharebot Next Generation o la Markebot Replicator 2X e la XYZ DaVinci 2.0. Queste stampanti permettono di stampare un modello usando due filamenti permettendo al modello di avere due colori diversi.

Moda ^

Più interessante, la stampa 3D rende possibile sperimentare la moda e altre parti della nostra vita che diamo per scontate, da interi vestiti futuristici ad accessori..La stessa dinamica si applica alle scarpe e alle montature per occhiali, ad esempio, dove i modelli più vecchi oggi non disponibili potrebbero essere disponibili per la stampa 3D a casa o nelle vicinanze.

Medicina tessuti e organi ^

Varie sperimentazioni per utilizzare le stampanti 3D scolastiche per creare parti protesiche per uso medico. Gli studenti acquisiscono esperienza nella creazione di qualcosa di diverso mentre aiutano gli altri. La tecnologia della stampa 3D viene attualmente studiata dalle aziende e dalle accademie di biotecnologia per il possibile uso nelle applicazioni di ingegneria tissutale in cui sono costruiti organi e parti di corpo usando tecniche a getto d’inchiostro. Strati di cellule viventi sono depositati su un mezzo gelatinoso e accumulati lentamente per formare strutture tridimensionali. Per riferirsi a questo campo di ricerca si sono usati vari termini: tra gli altri, stampa organica, bio-stampa e ingegneria tissutale assistita da elaboratore. La stampa 3D può produrre una protesi personalizzata dell’anca in un unico passaggio, con la parte sferica dell’articolazione permanentemente nella cavità articolare, e anche con le attuali risoluzioni di stampa l’unità non richiede la lucidatura.

Nel settore medico la stampa 3D sembra un fiorire di nuovi progetti, specialmente nel ramo della combinazione della stampa additiva con tecniche di imaging 3D: è infatti così possibile ‘digitalizzare’ il paziente tramite le tecnologie tradizionali (ad esempio TAC) e modellare al computer una protesi o un pezzo di organo perfettamente su misura con costi e tempi ridotti. In precedenza era invece necessario ricorrere alla produzione di stampi e/o costose opere di lavorazione meccanica per cui la ‘personalizzazione’ della protesi risultava molto costosa data la necessità di ammortizzare con un singolo intervento chirurgico la spesa di tutte le complesse lavorazioni impiegate per la realizzazione di una singola protesi.

Ad Utrecht è stato effettuato il primo trapianto di cranio stampato in 3D ad un paziente. La calotta cranica è stata realizzata con una resina speciale tramite l’utilizzo di una stampante 3D. Altri possibili utilizzi della stampante 3D applicata alla medicina sono quelli di supporto alle attuali tecniche chirurgiche: ad esempio, grazie alla ricostruzione in 3D di un cuore di un bambino di 14 mesi un team specializzato è riuscito ad effettuare un’operazione prima impensabile.

All’Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna, nel 2015, è stata effettuata la prima sostituzione al mondo di vertebre colpite da tumore con vertebre di titanio, modellate secondo le rilevazioni tomografiche del paziente e stampate in 3D[26]. La struttura si è occupata anche della ricostruzione, con medesima tecnica, delle ossa del bacino colpite da tumori ossei.

In Brasile, alla cerimonia di apertura dei Mondiali di Calcio 2014, un giovane paraplegico ha potuto calciare un pallone grazie ad un esoscheletro controllato mentalmente. Il punto nevralgico dell’esoscheletro, il casco, è stato stampato in 3D

Craig Gerrand, chirurgo presso il Newcastle Upon Tyne Hospitale NHS Trust, ha operato per la prima volta al mondo una persona malata di tumore sfruttando i vantaggi della stampa 3D. Al paziente doveva essere rimosso metà bacino per evitare che il cancro continuasse a svilupparsi nel corpo. Tramite una precisa ricostruzione in 3D del bacino ed una stampa realizzata con una stampante 3D laser che utilizza polvere di titanio, è stato possibile creare la protesi di mezzo bacino, impiantandola successivamente nel corpo del paziente.

 

Presso la Washington University of St. Louis è stato realizzato un arto robotico sfruttando la stampa 3D. L’aspetto interessante di questa vicenda riguarda soprattutto i costi: una protesi “normale” sarebbe costata oltre 5000$ in più. Grazie alla stampa 3D è dunque possibile realizzare protesi artificiali risparmiando una notevole mole di denaro.

Per quanto concerne invece il grave problema dell’osteoartrite, anche in questo caso la stampa 3D sta fornendo soluzioni un tempo impensabili. Il 27 aprile 2014, alla Experimental Biology Conference 2014 di San Diego, è stato mostrato un sistema che permette la sostituzione delle parti colpite dall’osteoartrite con cartilagine derivata dalle cellule staminali. Questa tecnica prevede l’utilizzo di stampanti 3D per modellare la cartilagine[30]. Un caso simile è avvenuto in Cina, dove una sessantaduenne colpita da metastasi ossee è stata operata con un complicato intervento di ricostruzione pelvica in cui il tessuto osseo colpito dal tumore è stato sostituito con una protesi in titanio stampata in 3D[31].

Un altro esempio è la ricostruzione facciale effettuata su di un ragazzo colpito da un terribile incidente: si è proceduto con la ricostruzione e successiva stampa in 3D della faccia grazie a delle fotografie precedenti al fatto.

 

Farmacologia ^

Per quanto concerne invece il settore della farmacologia, anche in questo campo sono state implementate soluzioni che permettono di realizzare farmaci personalizzati. Un team di ricercatori di Preston (Gran Bretagna) ha creato infatti una stampante 3D che consente non solo di stampare compresse uguali ad altre già esistenti, ma anche di creare farmaci personalizzati per ogni paziente.

Edilizia ^

Grazie alle stampanti 3D è stato possibile realizzare anche abitazioni ecofriendly, come Villa Asserbo, in Danimarca, a 60 km a Nord da Copenaghen. Gli architetti danesi dell’eentileen (gli ideatori) hanno inserito i progetti digitali dell’abitazione in una stampante CNC – provvista di un trapano delle dimensioni di una stanza – che gli ha permesso di ultimare la costruzione in sole quattro settimane utilizzando 820 fogli di compensato ricavato dalle foreste certificate Finlandesi.Diverse esperienze, anche in Italia, per la costruzione di case di cemento con stampanti 3D sono risultate molto promettenti. Degni di nota sono gli esperimenti dell’italiano Enrico Dini e della sua azienda D-Shape, il quale è riuscito a stampare la pietra. WASP, altra azienda italiana, è riuscita a stampare oggetti in argilla. Al di fuori dell’Italia si notano notevoli sviluppi soprattutto nella messa a punto del materiale cementizio: in Cina sono riusciti a stampare dieci case in calcestruzzo in 24 ore; mentre in California del Sud, grazie al progetto Contour Crafting, è stata ideata una stampante in grado di costruire una casa di 100 m2, con muri e solette. Altro progetto molto interessante arriva dalla Spagna e si chiama Minibuilders: si tratta di piccoli robot che mentre si muovono su cingoli rilasciano materiale. Potenzialmente questi piccoli robot potrebbero stampare volumi di dimensioni infinite.

 

Beni culturali ^

L’uso delle tecnologie di scansione 3D consente la replica di oggetti reali senza l’utilizzo delle tecniche di stampaggio, che in molti casi possono essere più costose, più difficili, o anche più invasive da eseguire; particolarmente con preziosi o delicati manufatti dei beni culturali, dove il contatto diretto delle sostanze di stampaggio potrebbe danneggiare la superficie dell’oggetto originale.

Utilizzo Alimentare ^

Esistono anche stampanti 3D in grado di utilizzare materiali additivi. Questo tipo di stampanti contribuiscono favorevolmente all’ecologia del nostro pianeta, perché permettono di realizzare cibo in totale autonomia, eliminando le emissioni di carbonio che vengono generate durante il trasporto di beni alimentari. A tal proposito, 2 ragazzi canadesi (Charles Mire e Andrew Fickle) hanno mostrato al mondo la stampante chiamata “Discov3ry Paste Extruder”, del costo di 379$, che consente di stampare salsa wasabi, pasta di legno, argilla, ceramica e anche Nutella. 

Esistono anche sperimentazioni per “stampare” pizze o altro. La stampa 3D si è dimostrata sin dalla sua prima evoluzione molto interessata al settore alimentare tanto che negli Stati Uniti sono già stati aperti alcuni ristoranti dimostrativi che preparano cibo solo mediante l’utilizzo di stampanti 3D. Questi cibi vanno dal cioccolato allo zucchero, dalla pizza ai biscotti, dalla pasta alle verdure.

Il settore è totalmente in fermento e nel 2014 anche la Barilla si è dimostrata intenzionata a sviluppare una stampante 3D in grado di stampare delle paste in formati personalizzabili per qualsiasi ristorante. Alla fine del 2014 Barilla ha portato a termine un concorso al quale hanno partecipato oltre cinquecento designer che hanno creato 216 modelli di pasta unici. I tre tipi di pasta “Rosa Pasta”, “Vortipa”, e “Lune” sono stati eletti i vincitori del concorso e Barilla ha ricompensato i designer con un premio di 800 €.

A Cibus 2016 (il Salone internazionale sulle ultime tendenze riguardanti il cibo tenutosi a Parma), Barilla ha presentato un nuovo prototipo di stampante 3D la quale, utilizzando degli ingredienti contenuti all’interno di una cartuccia, è in grado di stampare la pasta fresca impastando acqua e semola di grano duro. Tale prototipo potrà essere utilizzato in ambito domestico o all’interno di ristoranti o aziende.

 

Utilizzo nello spazio ^

Nel 2013 nasce il progetto AMAZE (Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste and Efficient Production of High-Tech Metal Products che significa: Produzione efficiente di prodotti di Metallo ad alta tecnologia con Manifattura additiva attraverso “Spazzatura Zero”), un consorzio di 28 aziende per portare la stampa 3D nello spazio e poter stampare autonomamente pezzi di ricambio metallici, contenendo i costi e minimizzando gli sprechi. Attualmente ci sono ancora alcuni problemi tecnici affinché si possa arrivare alla produzione di metalli di qualità industriale.

Per quanto concerne invece la tecnologia 3D Contour Crafting la NASA sta pensando ad un sistema per inviare la stampante 3D che sfrutta questa particolare tecnologia su di altri pianeti, in modo da realizzare abitazioni in totale autonomia.

È attualmente in fase di test, da parte dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), la costruzione di componenti satellitari ad uso spaziale mediante l’utilizzo della tecnologia della Stampa 3D. In particolare, si stanno effettuando dei controlli su antenne radio 3D ad uso satellitare. Le ricerche sono condotte presso la Compact Antenna Test Facility, a Noordwijk.Sempre da parte dell’ESA è in fase di studio la possibilità di inviare robot sulla Luna per poter costruire da remoto basi sulla superficie Lunare in preparazione all’invio di equipaggio umano. Tale opera verrebbe realizzata con dei moduli gonfiabili fungenti da supporto e robot con la capacità di trasportare e sintetizzare la sabbia lunare in modo da creare uno scudo all’esterno del modulo gonfiabile.

Nel novembre 2014 l’astronauta Samantha Cristoforetti ha portato a bordo della stazione spaziale internazionale una stampante 3D, denominata POP3D (Portable On-Board Printer), con cui è stato stampato il primo oggetto della storia nello spazio. Il progetto, principalmente italiano ha avuto come obiettivi lo studio della tecnologia additiva per future applicazioni in ambito spaziale.