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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

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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