Archivio per aprile, 2012

Traduzione a cura di Maurizio Bisogni

Il modello 1 (qui sopra) è il primo Fab@Home system ad uso “casalingo”. Esso comprende tutto il necessario per la fabbricazione multi-materiale da scrivania. Si avvale di un semplice "pompa a siringa", lo strumento che emette materiale, con siringhe monouso per consentire erogazione di una vasta gamma di materiali. Immagine gentilmente concessa da Fab@Home

Quando il ventriloquo Jeff Dunham ha dovuto fare un nuovo manichino per il suo show, ha progettato la testa del personaggio sul suo computer casalingo e lo ha poi stampato nel suo laboratorio.

Utilizzando una tecnologia emergente nota come stampa 3-D, la stampante di Dunham ha posizionato strato dopo strato della plastica colorata fino a formare la testa del manichino.

Allo stesso modo gli scienziati presso la Cornell University stanno stampando cene a base di tacchino. Diversi produttori stanno creando su misura corone dentarie, e altri stanno realizzando anche arti personalizzati.

La stampa 3-D ha già iniziato a rivoluzionare la produzione ed è ora in procinto di entrare nelle case e negli uffici. E, proprio come i computer desktop hanno rivoluzionato il mondo informatico, spostando la computazione dalle grandi corporation proprietarie di grossi mainframe alle nostre scrivanie, così la stampa 3-D è pronta a fare lo stesso passo.

Coloro che lavorano in questo settore chiamano questo processo “Fabbricazione per addizione “, perché la stampa realizza oggetti con l’aggiunta di materia, senza alcun residuo. Al di là del nome adottato, le macchine stanno diventando sempre più piccole, il software sempre più disponibile, e le macchine – soprannominate “fabbers” – più economiche, alcune sotto i 1.000 euro.

“In poche ore, queste mini-fabbriche sono in grado di produrre un oggetto semplice come uno spazzolino da denti oppure realizzare componenti complessi per macchinari, prodotti artigianali, quali gioielli od oggetti ad uso domestico”, scrivono Hod Lipson della Cornell University e Melba Kerman, consulente di Triple Helix Innovation, in un rapporto intitolato “Fabbrica In Casa” per la commissione di politica scientifica e tecnologica americana.

Le stampanti 3D funzionano come le tradizionali stampanti ink-jet tranne per il fatto che spruzzano plastiche, metalli o quasi tutte le sostanze che siano in grado di fluire attraverso l’augello, posizionate poi su piattaforme come fogli molto sottili. Lo strato indurisce, la piattaforma si muove leggermente verso il basso, e un altro strato viene aggiunto. Come per le stampanti a colori, con quattro o cinque inchiostri differenti, le stampanti 3-D possono sparare più di una sostanza.

Una grosso mercato sta fiorendo intorno a questa tecnologia, ha detto Terry Wohlers, un consulente dal Colorado specialista del settore. Tutto, dalle piccole start-up alle grandi multinazionali utilizzano le stampanti 3-D per costruire prototipi, pezzi finiti o elementi completi, o per fornire un servizio di stampa.

Alcuni esempi? Nike disegna scarpe da ginnastica su un computer e stampa i prototipi. Boeing ha parti stampate tridimensionalmente in dieci dei suoi aeromobili. Migliaia di dispositivi di stampa servono per creare protesi per corpi umani, e modificarli per ogni individuo, semplicemente regolando il software. Le macchine possono produrre attrezzature di laboratorio, dispositivi elettronici e farmaci personalizzati.

Adesso l’attenzione si rivolge alle persone e alla casa.

Nel laboratorio della Cornell University di Lipson, i ricercatori stanno realizzando stampanti 3-D per la cucina. Con l’aiuto dello chef newyorkese Dave Arnold, che stanno elaborando cibo stampabile. Possono realizzare con, come ingrediente degli alimenti, qualsiasi disegno desiderato, scrivere con questi ingredienti, o scriverci sopra.

Questi dispositivi, che hanno le dimensioni di grandi forni a microonde, fanno quasi il lavoro dei replicatori di Star Trek, dove il Capitano Jean-Luc Picard ordinava regolarmente “tè Earl Grey, caldo” e la tazza di tè caldo appariva subito. La differenza, dice Jeff Lipton, studente laureando nel laboratorio di Lipson, è che il replicatore realizzava cibi partendo da una base di elementi atomici, mentre i dispositivi di Cornell per mettere il cibo “insieme” necessitano di tubi di ingredienti più complessi in forma liquida o simil pasta,. Quello che entra, esce.

Non tutti gli ingredienti funzionano, dice Lipton. Quando si è lavorato con formaggi, Nutella, salsa Hummus, e burro di arachidi, il risultato non è stato soddisfacente. Si è quindi provato ad utilizzare ingredienti artificiali.

“Alcune persone possono accettare un po ‘di artificialità ma non è più cibo: si tratta di gunk (materia informe)”, ci ha detto Lipton, “Ci abbiamo provato, ma già dai primi esperimenti ci è sembrato improponibile e siamo ritornati sui nostri passi.”

Hanno provato alcune delle ricette, cui Arnold ha contribuito a progettare con gli chef della stimata scuola di Amministrazione per Hotel a Cornell.

“Ci hanno giudicato severamente”, ha detto Lipton. Ma, ci hanno detto, che ci stiamo avvicinando.

Nel caso del tacchino, i tubi contenevano carne (di tacchino) macinata ed un emulsionante, una sorta di “colla carne”, usato per fare le salsicce. La sostanza “tacchino” si induriva subito dopo la stampa e sembra, ha il sapore e profuma proprio come tacchino.

Lipton ci ha detto che la maggiore difficoltà per replicare il cibo è la calibrazione delle lavorazioni.

“Due lotti di pasta biscotto possono avere proprietà di cottura molto diversi”. Ottenere la giusta temperatura è stato difficile. Anche i cambiamenti di temperatura in cucina o in laboratorio potrebbero rovinare il processo di realizzazione del cibo.

Lipton ha detto che stanno lavorando su un sistema di feedback che permetterà di calibrare le stampanti stesse.

Trovare e mantenere le temperature giuste è stato anche un problema presso la Exeter University (UK), che è riuscita a stampare il cioccolato. Il cioccolato è difficile da lavorare perché la temperatura deve essere giusta e la portata del getto ideale. Utilizzando i sistemi di controllo concepiti a Exeter, gli utenti possono progettare i propri dessert.

Il bello di questa tecnologia è che gli sprechi sono ridotti al minimo.

Non tutti sono convinti che tutto questo porterà le stampanti 3-D in ogni casa. Potrebbe, tuttavia, essere un nuovo modo di fare business, entrando in un’epoca che gli economisti chiamano un economia “long-tail “, in cui le aziende offrono enormi volumi di merci, ma in piccole quantità di molti articoli per i suoi clienti, qualcosa di come i modelli Amazon e Netflix.

“Il consumatore andrà sul web, digiterà il numero del pezzo, che sarà disponibile in formato digitale da qualche parte, o ci sarà un servizio che lo proporrà e verrà stampato per poi essere inviato. Ecco come credo che il mercato si svilupperà”, ha detto Wohlers .

Oppure, si andrà alla stampante e digiteremp “tacchino, dressing, purè di patate dolci e tè Earl Grey e ……….. buon appetito

Fonte: Physorg

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Traduzione a cura di Maurizio Bisogni

Un nuovo processo di stampa 3D sviluppato presso l’Università di Glasgow potrebbe rivoluzionare il modo con cui scienziati, medici e anche il pubblico in generale potrebbe creare prodotti chimici.

Il professor Lee Cronin, presidente della facoltà “Gardiner” di Chimica presso questa Università, crede che la sua ricerca potrebbe portare allo sviluppo di costruttori chimici ad uso domestico che i consumatori potrebbero utilizzare per progettare e creare medicine in casa.

Un documento di una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista “Nature Chemistry”, sottolinea che questo processo è stato testato e risulta funzionante. Utilizzando una stampante 3D disponibile in commercio, gestita da un software open-source, il professor Cronin e il suo team hanno costruito quello che chiamano il ‘reactionware’, speciali provette per le reazioni chimiche realizzate con un gel polimerico che diventa attivo a temperatura ambiente.

Con l’aggiunta di altre sostanze chimiche al gel depositato dalla stampante, il team dei ricercatori sono stati in grado di rendere il vaso stesso parte del processo di reazione. Mentre ciò è comune in operazioni di ingegneria chimica su larga scala, lo sviluppo di “reactionware” rende possibile per la prima volta realizzare piccole provette “personalizzate” per colture di laboratorio.

Professor Cronin ha detto: “Già da tempo era possibile avere materiali di laboratorio su misura, per includere, ad esempio, finestre o elettrodi, ma era particolarmente costoso in termini finanziari e di tempo. Adesso siamo in grado di fabbricare questi “vasi” reactionware utilizzando una stampante 3D in un tempo relativamente breve. Anche le provette più complicate sono state realizzate soltanto in poche ore.

“Rendendo il “vaso” stesso parte del processo di reazione, la differenza tra il reattore e la reazione diventa nulla. Si tratta di un nuovo modo di pensare per i chimici, e ci offre un controllo molto specifico delle reazioni, perché siamo in grado di perfezionare continuamente il progetto dei supporti, come richiesto.

“Per esempio, i disegni iniziali del “reactionware” hanno permesso di sintetizzare ben tre nuovi composti precedentemente sconosciuti e arrivare ad una quarta reazione unicamente modificando la composizione chimica del reattore.”

Sebbene la tecnologia che stanno sviluppando è ancora in una fase iniziale, il team, composto da ricercatori del Dipartimento di Chimica e della Scuola di Fisica e Astronomia dell’Università, sta anche valutando le implicazioni a lungo termine degli sviluppi nella tecnologia di stampa 3D.

Il professor Cronin ha aggiunto: “le stampanti 3D stanno diventando sempre più comuni e convenienti. E del tutto possibile che, in futuro, potremmo vedere avanzamenti in ingegneria chimica, che oggi sono estremamente costosi, filtrare dal basso, dai laboratori e dalle piccole imprese commerciali.

“Ancora più importante: potremmo utilizzare le stampanti 3D per rivoluzionare l’accesso all’assistenza sanitaria nel mondo in via di sviluppo, permettendo che la diagnosi e il trattamento avvenga in un modo molto più efficiente ed economico di quanto sia possibile ora.

“Potremmo anche vedere le stampanti 3D arrivare nelle case e diventare costruttori di oggetti domestici, compresi i farmaci. Forse con l’introduzione di “apps” software attentamente controllate, simili a quelle disponibili da Apple, potremmo permettere ai consumatori di accedere in tempo reale da casa a medicine calibrate da uno specialista ”

La relazione del Prof. Cronin, intitolata “Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis” (“reactionware” integrato e stampato tridimensionalmente per sintesi chimica e analisi), è stata pubblicata su Nature Chemistry.

Per maggiori informazioni:http://dx.doi.org/10.1038/nchem.1313

Estratto
La stampa Tridimensionale (3D) ha il potenziale per trasformare la scienza e la tecnologia, creando su misura, elettrodomestici a basso costo che in precedenza richiedevano strutture dedicate alla produzione. Un’attraente, ma inesplorata, applicazione è quella di utilizzare una stampante 3D per avviare reazioni chimiche stampando i reagenti direttamente in una matrice 3D “reactionware”. E’ quindi possibile progettare, costruire e gestire digitalmente reazioni chimiche su piccola scala. Utilizzando una stampante a basso costo 3D e un software di progettazione open-source abbiamo prodotto “Reactionware” per la sintesi organica e inorganica, che include componenti stampabili quali catalizzatori, elementi per l’elettrochimica e l’analisi spettroscopica. Questo permette di monitorare reazioni chimiche dove avvengono, e ciò comporta che architetture differenti potrebbero essere sottoposte a controllo sulla loro efficacia per specifici processi, con un meccanismo di feedback digitale per l’ottimizzazione del dispositivo stesso. Inoltre, solo modificando l’architettura reactionware, si possono modificare i risultati della reazione. Nel complesso, questo approccio comporta costi relativamenti bassi, automatizzazione e riconfigurabilità della piattaforma di lavorazione della sostanza chimica, rendendo le tecniche di ingegneria chimica accessibili ai tipici laboratori di sintesi.

Fornito dalla Università di Glasgow

Fonte: Physorg

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Traduzione a cura di Daniel IversenMaurizio Bisogni e Claudio Galbiati

In quel lontano marzo 2004, nel suo laboratorio alla University of Southern California a San Diego, il Dr. Behrokh Khoshenevis stava lavorando ad un nuovo processo, da lui inventato e chiamato Contour Crafting, per costruire il primo muro nel mondo stampato a 3D.
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Il suo obiettivo era quello di usare questa tecnologia per la costruzione rapida di case dopo disastri naturali, come, ad esempio, i devastanti terremoti che sono avvenuti recentemente nel suo paese natale, l’Iran.Anche se la prima “casa stampata” non è ancora arrivata, molto presto saremo in grado di di vederne molte. Forse entro un anno. Gli edifici commerciali più complessi seguiranno presto.Per un tipo di industria fortemente legata a chiodi e viti, sostituire seghe e martelli con stampanti giganti è motivo di grossa perplessità. Superata questa esitazione però ci troveremo di fronte al più grande boom edile della storia.Ed ecco perché penso che questo accadrà.

Costruzione per contorni (contour crafting)

Contour Crafting è una tipo di stampa 3D che utilizza bracci robotici e ugelli che depositano strati di cemento uno sull’ altro, muovendosi avanti e indietro su un percorso per fabbricare un componente di grandi dimensioni. Si tratta di una tecnologia di costruzione che ha un grande potenziale a causa dei bassi costi, di personalizzazioni realizzabili velocemente e quindi riducendo il consumo energetico e le emissioni di Co2..

Utilizzando cemento a presa rapida come materiale di lavorazione, il Contour Crafting forma strato per strato le pareti della casa a cui vengono applicati pavimenti e soffitti con l’utilizzo di una gru. In questa prima fase di realizzazione, mentre gli strati sono in costruzione, gli edifici richiederanno ancora l’inserimento di componenti strutturali tradizionali quali impianti idraulici, elettrici, servizi igienici e persino dispositivi di intrattenimento e sistemi audiovisivi.

Sperimentazione della tecnologia per stampare muri, nel 2003

Dopo aver utilizzato la tecnologia per formare cose semplici quali muri e panchine, l’interesse ha cominciato a concentrarsi su altre opportunità di più vasta portata quali la costruzione rapida di rifugi dopo disastri naturali, la costruzione di strutture operative sulla luna utilizzando polvere lunare, e la costruzione di case a buon mercato per la gente dei paesi poveri .Ma quelle visioni nel 2003 erano troppo avanzate per un settore ricco di regolamentazioni e tradizioni, e le idee lodevoli di aiutare i meno fortunati hanno dovuto cedere il passo ad un approccio di costruzione più tradizionale.
Superare le barriere

Partendo da uno scenario dove il settore bancario dei mutui sta diventando sempre più diffidente a concedere dei prestiti praticamente su qualsiasi sistema abitativo, per non parlare dei Comuni o enti preposti in relazione ai “Piani Regolatori”, che non avrebbero modo di decidere quale siano i parametri da applicare su una “struttura non tradizionale”, a questo ci aggiungiamo migliaia di “vecchi” esperti del settore che non possono concepire un edificio in modo diverso da quello che facciamo ancora oggi. ci troviamo di fronte a una lenta, cultura edilizia massicciamente resistente all’innovazione. Ci vorranno anni per superare queste barriere.

Detto questo, l’industria avrà un sacco di possibilità per svilupparsi.

Nella fase iniziale, un certo numero di industrie si formeranno per lo stampaggio di componenti e materiale da costruzione. Pareti, armadi, pannelli, servizi igienici, porte stampate faranno presa sul mercato velocemente.

Opere d’arte stampate inizieranno a vedersi un po’ dovunque, tra cui muri stampati tridimensionalmente.

Immaginate come potrebbe essere una stampante di case.
Una naturale estensione nel stampare nuovi edifici sarà costituita da dei dispositivi che recicleranno quelli vecchi. Idealmente, il vecchio materiale verrà macinato e si riformuleranno nuovi composti utilizzati per un re-stampaggio in qualsiasi cosa serva.

Per esempio, un vecchio pavimento da cortile potrebbe automaticamente essere “mangiato” da una sorta di dispositivo PacMan, macinato e mescolato con altri materiali, in modo da essere utilizzato per stampare un nuovo pavimento, tutto in un paio d’ore.

Sostituendo tecniche tradizionali di colata di cemento, le stampanti 3D potrebbe essere utilizzate per stampare viali, marciapiedi, panchine, recinzioni, fondamenta, e tanto altro.

Quando si tratta di coperture, piccolo “bot” (robot) verrà utilizzato per creare rivestimenti senza soluzione di continuità sui tetti delle case. Il piccolo esercito di persone necessarie per realizzare il tetto di una casa verrà sostituito da una sola persona il cui compito sarà quello di posizionare il bot al punto iniziale di partenza e assicurarsi che vi sia una costante fornitura di materiale per rivestire l’intero tetto.

Solo dopo aver ottenuto la trazione di una miriade di questi componenti allora le industrie vedranno il pubblico eccitarsi all’idea di case interamente stampante dal suolo fino in cima.

Qui abbiamo alcuni esempi di questo tipo di stampe 3D già in atto:

The SeatSlug

il SeatSlug si basa sulla forma del mare flabellina goddardi, di recente scoperta, con la superficie ispirata da disegni tradizionali nipponici conosciuti come modelli “karakusamon”. Utilizzabile sia come opera d’arte sia come panchina da parco, ci sarà una scarsa resistenza per questa applicazione di nicchia

D-Shape (forma a “D”) – Una stampante capace di stampare un intero edificio
L’inventore italiano, Enrico Dini, presidente dell’azienda Monolite Uk Ltd, ha sviluppato un enorme stampante in tre dimensioni chimata D-Shape ( a forma di “D” ) che può stampare interi edifici partendo da materia inorganica e sabbia. La stampante lavora spruzzando un sottile strato di sabbia seguito da uno di agglomerati di magnesio, tramite centinaia di ugelli posti nella sua parte sottostante. La colla trasforma la sabbia in pietra solida, che viene costruita strato dopo strato dalla base, per formare qualsiasi cosa, da una scultura a un edificio.

Un team dell'Università di Loughborough ripensa all'uso del cemento con la loro tecnologia di stampa 3D.

The Radiolaria

Il primo progetto di Enrico Dini è stata una struttura simile a un gazebo alta più di 7 metri chiamata “the Radiolaria” , costruita nel 2010.Sperimentando con l’abilità di costruire forme e contorni inusuali , il team della Loughborough University ha creato questo pezzo davvero inusuale

Quando ci liberiamo dei vincoli di pareti piane e superfici lisce, inizia ad apparire una massiccia ondata nuova di opzioni.

Pensare tre-dimensionalmente

Se fossimo attualmente capaci di creare un display olografico e 3D sopra il nostro computer, come una di quelle cose che si vedono nei film, non capiremmo nemmeno cosa potremmo fare visto che siamo stati compressi nel pensiero a due dimensioni fin dalla nascita, con oggetti a 2D come la carta, i regoli o lavagne.

Uscendo da questo modo di pensare a 2D, le domande diventeranno del tipo: come navigare tredimensionalmente in internet? Come costruire grafici o diagrammi 3D ?

Com’è possibile costruire diagrammi e grafici tridimensionali?
Noi non sapremo realmente come usare al meglio quel tipo di tecnologia finchè non  avremo un intera generazione di bambini che cresceranno con essa ed imparereranno ad usarla. A quel punto essa sarà parte integrante del nostro modo di pensare, e di sognare, ad un livello più profondo,

Stampare abitazioni

La nostra attuale concezione di casa è dovuta ai materiali con cui abbiamo dovuto lavorare. Misure standard dei muri a secco, dei legni e degli infissi, le dimensioni specifiche per porte e finestre, e un travolgente desiderio di mantenere tutte le superfici piane e piatte.

Tuttavia, la planarità si trova raramente in natura. L’operaio edile odia fare curve e forme insolite, perché complica la vita tremendamente.

Una volta che facciamo un passo lontano dal mondo di planarità, cominciamo a vedere una serie di opzioni “divertenti” che sembrano provenire direttamente da un libro degli gnomi.

Non vi è dubbio che una casa non-lineare porterà a sfide uniche. Appendere quadri su una parete, installazione di armadi, mobili e l’organizzazione della casa in generale, sono elementi che costituiranno un ostacolo al nostro attuale modo di pensare.

Ma l’energia e la creatività che arriveranno da questi spazi saranno a dir poco mozzafiato.

Le mura di casa non saranno più superfici piane. Ogni parete potrà essere progettata con sporgenze, e superfici artistiche, che porranno fine alla terribile uniformità delle nostre case di oggi.

Il prossimo passo?

Quando si stampano tridimensionalmente interi edifici, ci sono molti dettagli che non possono essere ancora ben compresi, ed è qui dove sorgono grandi opportunità. Ad esempio:

Quando si lavora con materiale composito, quale è il tasso di espansione e contrazione di questo materiale?

Quanto tempo durerà?

Quanto deve essere resistente al vento e alla pioggia e agli agenti atmosferici, anche estremi, quali tornado, grandine e uragani?

E’ possibile sostituire istantaneamente gli ingredienti della stampante per passare automaticamente dal cemento al vetro, e stampare le finestre nel posto richiesto?

Quando si stampa l’esterno di un edificio senza soluzione di continuità, quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo processo?

E ‘possibile “stampare” la moquette in una stanza? E quando si esaurisce, è possibile portare in “bot” (robot) che “mangia” la moquette vecchia e macinandola e ristampandola con un nuovo colore?

Una volta che un edificio è ultimato, una stampante può essere utilizzata per “stampare” armadi, mobili, servizi igienici, scaffalature, e dettagli decorativi?

Se una parte di una struttura è danneggiata, sarà possibile utilizzare le stampanti per “ripararla” senza mostrare rattoppi?

Possiamo utilizzare questa stessa tecnologia per “stampare” le nostre autostrade?

Pensiero non lineare per gli edifici del nostro futuro

Considerazioni finaliLa vostra prossima casa sarà una casa stampata?Questa nuova tecnologia porterà a grossi cambiamenti in termini di numero persone addette, di riduzione dei tempi e risparmio nei costi. Il numero di persone necessarie per costruire una casa diminuirà di un fattore dieci, e forse di più.

Nel corso del tempo, vedremo vecchie case abbattute con macchine come il pacman, per il riciclaggio, dove il materiale viene triturato, rimpastato, e una casa completamente nuova verrà stampata al posto di quella vecchia – il tutto in meno di un giorno.

Tutto questo sembra piuttosto radicale per gli standard odierni. Ma una volta che vedremo le prime case in costruzione con questo metodo, una nuova ondata di cambiamento arriverà tra di noi. E anche se molti perderanno i loro vecchi posti di lavoro, il numero di nuovi posti di lavoro che verranno creati saranno maggiori di quelli saranno più di quelli che abbiamo perso.

Personalmente, non vedo l’ora.

Sull’autore.

Thomas Frey è  l’editore innovativo del giornale “The Futurist” e autore del libro “Communicating with the future”. Incontratelo al WorldFuture 2012

 Fonte: Zeitnews

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Traduzione a cura di Maurizio Bisogni

Peter Schmitt,  dottorando al MIT, nel 2009 ha stampato un orologio. Non era l’immagine su un pezzo di carta, ma un vero e proprio orologio tridimensionale – un oggetto di 20 cm di diametro in plastica con un dispositivo di cronometraggio e con ingranaggi in movimento e contrappesi.

Dopo averlo appeso al muro e spinto il contrappeso, il tic tac è partito senza nessun problema.”Non era molto accurato, ma era un orologio funzionante!”, ci ha confidato Schmitt.

Anche agli scienziati del MIT piacerebbe essere in grado di stampare i propri robot. La loro visione è questa: “Decidi cosa vuoi vuoi fare, scarica il disegno del robot da Internet, crea e modifica il software che ti serve e premi “Stampa”.

Scienziati di tutto il mondo stanno lavorando su una tecnologia che potrebbe andare ben oltre la stampa di robot e orologi e sconvolgere l’economia mondiale. Essa va sotto il nome di stampanti 3-D, o litogarfia tridimensionle, e molti esperti proclamano che possa dare inizio ad una nuova rivoluzione industriale. The Atlantic Council, una società di consulenza industriale con sede a Washington, DC, dice che la tecnologia è “trasformazionale”.

Chi lavora già in questo campo la chiama “fabbricazione per addizione”.


Attualmente la gran parte della produzione moderna è per riduzione/erosione cioè si prendono blocchi di plastica, legno o metallo, e la macchina elimina materiale via finché non arriva al prodotto voluto. Tutta la plastica, legno o metallo che non rientra nelle dimensioni dell’oggetto viene buttato via, anche fino al 90 per cento. In epoca di risorse sempre piu’ scarse, ciò può diventare insostenibile.Di fatto la stampante 3D posa strati di polveri metalliche o plastiche come istruito dal software, allo stesso modo in cui l’inchiostro viene fissato sulla carta comandato dal driver della stampante. Dopo che uno strato è stato completato, il vassoio viene abbassato una frazione di millimetro e uno strato successivo viene aggiunto. La stampa continua finché il pezzo è completo.

Nel caso del metallo, la fusione viene lasciata raffreddare ed indurire;  le plastiche o polveri metalliche invece vengono indurite con calore o luce ultravioletta. Le stampanti 3D possono funzionare con moltissime altre sostanze, persino con il cioccolato.

Con questa tecnica lo spreco è minimo, ed è possibile modificare l’oggetto semplicemente lavorando sul software che gestisce la stampante.

“I prodotti realizzati con stampanti 3D sono generalmente di qualità migliore e più belli rispetto ai prodotti realizzati in maniera tradizionale” ha stabilito un rapporto di ricerca realizzato dal The Atlatic Council “Il metodo 3-D inoltre consente la stampa di disegni altrimenti impossibili da realizzare con tecniche di produzione convenzionali.”

La prima stampante 3-D fu inventata da un americano, Charles Hull, nel 1984. Le prime macchine erano enormi, lente, molto costose, e avevano un uso limitato.

Nel 2004, Adrian Bowyer, docente presso l’Università di Bath, in Inghilterra, ha inventato una macchina che ha riprodotto il 50 per cento delle sue parti e nel 2008 questa percentule è salita al 100 per cento. Dato che non c’era alcun guadagno economico da realizzare con una stampante auto-replicante, Bowyer decise di rendere la “RepRap” di pubblico dominio, e la mise in “open source”. Chiunque può acquistare questa stampante desktop per meno di $ 400 e adattarla a proprio piacere per stamparne più copie o altre versioni.

Questo progetto continua a migliorare, grazie all’apporto di vasto gruppo di appassionati da tutto il mondo, una forma di crowd-sourcing, e da utenti che condividono progetti online, spesso gratuitamente.

La produzione per addizione, nel frattempo, sta diventando un settore industriale in forte crescita. Secondo “Wohler Associates”, una società di consulenza Colorado, questo comparto ha avuto un tasso di crescita medi annuale del 26,2 per cento per più di 20 anni e le entrate raggiungeranno i 3 miliardi di dollari entro il 2016.

Ogni anno, questa tecnica realizza oggetti sempre più complessi, più velocemente e con minor costo. Con questa tecnologia si stampano carrelli di atterraggio per aerei, vestiti, parti di automobili, protesi dentarie, anche rotule, e tanto altro ancora.

Gli scienziati stanno sperimentando la stampa di organi con cellule umane [già fatto e già trapiantato un rene]. Un imprenditore Airbus sta lavorando sulla stampa di intere ali per aeromobili che utilizzano polvere di titanio. Parti della fusoliera del Boeing 787 Dreamliner sono state già stampate.

Stampare un robot è molto più complicato che costruire un orologio, ma i ricercatori del MIT, dell’Università della Pennsylvania ed Harvard pensano che il risultato sarà “la trasformazione della produzione e … la democratizzazione dell’accesso ai robot”, secondo Daniela Rus, capo ricercatrice del progetto presso il MIT.

Ad esempio, si potrebbe identificare un problema – diciamo ripulire il pavimento della cucina dopo che un bambino ha rovesciato il pranzo – e la sua soluzione, cioè, la progettazione di un robot specifico per una attività del genere. Si potrebbe, allora, scaricare un progetto da Internet, personalizzarlo in funzione della vostra cucina, e stampare esattamente il robot che si ha scelto o disegnato, con le parti mobili già funzionali.

I ricercatori del MIT hanno già stampato due robot, di cui uno progettato per entrare in aree contaminate e uno con una pinza che aiuta le persone disabili.

I lato oscuro di questa tecnologia è che può presentare seri problemi all’economia mondiale.

La maggior parte dei prodotti finiti oggi sono il risultato di molte parti prodotte in vari luoghi del mondo, che vengono raccolte per il montaggio in un unico prodotto,per poi essere spediti ai clienti di tutto il mondo. Con la stampa 3-D, in teoria, l’intero prodotto verrebbe realizzato on site – sul posto, e on demand – a richiesta. Le economie di scala diventerebbero irrilevanti.

“Stampare qualche migliaio di iPhone su richiesta (e con aggiornamenti istantanei o versioni diverse per ogni telefono), presso una struttura locale che sia in grado di produrre molti altri prodotti può essere molto più conveniente rispetto alla produzione di dieci milioni di iPhone identici in Cina e alla spedizione in 180 paesi in tutto il mondo “, ha scritto in un rapporto il The Atlantic Council..

Chiaramente, non tutti ne trarrebbero vantaggio. Centri di produzione come la Cina potrebbe perdere milioni di posti di lavoro, e la sua economia potrebbe destabilizzarsi. Anche le industrie degli indotti e le industrie dei trasporti merci sarebbero colpite. I magazzini delle imprese, pieni di parti e prodotti, potrebbero essere sostituiti da macchine che stampano su richiesta.

The Atlantic Council, prevede una rinascita per il settore manifatturiero americano. Ma questo concetto crea altri problemi: la maggior parte delle macchine non necessitano di assistenza umana una volta che la stampa ha inizio. Si accende la macchina prima di lasciare la fabbrica e quando torni la mattina, il prodotto è lì.

Fonte: Physorg

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Traduzione a cura di Daniel Iversen, Vincenzo Barbato e Maurizio Bisogni


I computer non solo stanno diventando più economici, ma anche  più efficienti in termini di consumo energetico.
Ciò significa un mondo invaso da micro sensori e fiumi di “nanodata”.
 

Le prestazioni dei computer hanno visto una crescita rapida ed esponenziale, raddoppiando ogni anno e mezzo, a partire dal 1970.
Quello che la maggior parte della gente non sa è che la loro efficienza energetica (ossia il numero di operazioni di calcolo completati per kilowatt/ora) è raddoppiato anch’esso ogni anno e mezzo fin dall’alba dell’età dell’informatica.Laptops e dispositivi portatili devono la loro esistenza a questo trend, che ha portato alla rapida riduzione dell’energia consumata da parte dei dispositivi alimentati a batteria.
L’effetto più importante di tutto ciò nel futuro sarà che l’energia richiesta per compiere una funzione avente bisogno di un numero fisso di calcoli, continuerà a dimezzarsi ogni 1,5 anni (o di un fattore 100 ogni decennio).

Come risultato avremo una proliferazione di dispositivi informatici ancora più piccoli, che utilizzeranno ancora meno energia e che spianeranno la strada a nuove applicazioni di computazione mobili e di comunicazione e
questi ultimi faranno incrementeare enormemente  la nostra abilità di accumulare ed elaborare dati in tempo reale.

Uno dei tanti possibili esempi per spiegare cosa è possibile fare con la computazione a  “bassa-energia” sono  i sensori wireless senza batteria creati dai Joshua R. Smith, dell’Università di Washington.
Questi sensori prendono l’energia da segnali radio-televisivi vaganti nell’etere e trasmettono ogni cinque secondi i dati da una stazione meteo immettendoli su un display posizionato all’interno, aggiornato ogni 5 secondi. L’energia richiesta è talmente bassa, 50 microwat, circa, da non aver bisogno di altre fonti.

Il “raccolto” di flussi di energia proveniente dall’ambiente circostante, inclusa la luce, il movimento, o il calore, aprono la possibilità ai dispositivi mobili di funzionare indefinitivamente senza fonti di energia esterne, e ciò implicherebbe un boom di dati disponibili.

I sensori mobili estenderanno le potenzialità di quelle che Erik Brynjolfsson, professore di management al MIT, chiama “nanodata”, o dati customizzati a grana fine che descrivono in dettaglio i flussi di informazioni, le caratteristiche degli individui, e transazioni.

Per quanto potrà continuare questo trend?
Nel 1985, il fisico Richard Feynman calcolò che l’efficienza energetica dei computers sarebbe potuto migliorare rispetto agli allora correnti livelli di un fattore di almeno 100 miliardi (1011), e i dati oggi in nostro possesso ci indicano che l’efficienza dei dispositivi di calcolo è progredita di circa solo un fattore su 40.000 dal 1985 al 2009.

In altre parole, non abbiamo ancora iniziato ad utilizzare a pieno il potenziale di queste applicazioni.

Concretamente, se un moderno MacBook Air operasse con un efficienza energetica dei computer del 1991, una batteria completamente carica durerebbe al massimo 2,5 secondi.
Allo stesso modo, il computer più veloce del mondo, il Fujitsu K giapponese da 10.5 petaflop, oggi consuma una impressionante quantità di energia pari a 12.7 megawatts, che basterebbe per alimentare una piccola città. In teoria però, una macchina con la stessa potenza di calcolo, richiederà, fra qualche decennio, un’energia pari a quella che serve per far funzionare un tostapane. I laptop di oggi, d’altro canto, saranno rimpiazzati da dispositivi che avranno bisogno di un energia infinitesimale rispetto a quelli odierni.

Il fenomeno qui evidenziato si riferisce all’efficienza energetica di dispositivi basati su silicio, però di fatto nessuno ha ancora stabilito se l’efficienza della trasmissione dati, ossia il costo energetico dei sensori per l’invio di segnali wireless, è a livelli di efficienza comparabili. Scelte progettuali quali la velocità di trasmissione dati, la frequenza di comunicazione, e i modi in cui questi dispositivi riducono la loro potenza mentre non sono in attività, hanno tutte effetto significativo sul consumo elettrico complessivo dei dispositivi portatili.

Ma l’effetto dei miglioramenti di efficienza in termini di computazione è quello di guidare le innovazioni in altri settori, perché questo è l’unico modo per cogliere i benefici di nuove tecnologie informatiche e di calcolo.
L’aumento a lungo termine dell’efficienza energetica dei computer (e le tecnologie che lo rendono possibile) rivoluzionerà il modo in cui si raccoglieranno ed analizzeranno i dati e come questi si utilizzeranno  per fare scelte migliori. Aiuterà l’”Internet delle cose” a diventare la realtà, uno sviluppo con profonde implicazioni per le imprese e la società in generale che si svilupperanno nei prossimi decenni. Queste tecnologie innovative ci permetteranno di controllare processi industriali con più precisione, per valutare i risultati delle nostre azioni in modo rapido ed efficace, e di reinventare rapidamente le nostre procedure e modelli di business per rispecchiare nuove realtà. Inoltre ci aiuteranno anche a muoverci verso un approccio più sperimentale per interagire con il mondo: saremo in grado di testare le nostre ipotesi con dati in tempo reale e modificare quelle supposizioni dettate dalla realtà.

Storicamente, i migliori (scienziati) informatici e progettisti di CPU si sono concentrati sui problemi di alte prestazioni dell’informatica ad alte prestazioni, e senza dubbio molti di loro saranno ancora tentati di risolvere questi problemi. Il continuo progresso dell’efficienza energetica dei computer però, ha ormai portato i migliori designer e ingegneri ad affrontare un nuovo tipo di problema, quello dell’intero sistema della progettazione integrata, l’intelligente e semplice uso di energia elettrica e trasmissione dei dati.
In altre parole la possibilità reale di trasformare il rapporto dell’umanità con l’universo.


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