CORSO SULLA DIGITAL FABRICATION: DALLA STAMPA 3D AD ARDUINO

L'Ing. Paolo Aliverti ha reso disponibile per tutti in internet i contenuti del corso “La Digital Fabrication” lanciando il suo primo Massive Open Online Course (MOOC) sulla piattaforma Oilproject.org.  Ispirato ai corsi della Fab Academy (FAB1) del MIT, sono una serie di lezioni su come costruire (quasi) qualsiasi cosa: stampa 3D, laser cut, fresa CNC, elettronica, programmazione... tutto quello che serve per autoprodurre le proprie idee.

Nella prima lezione verranno introdotti i CAD 3D, ovvero dei programmi per il disegno tridimensionale. Questi programmi sono molto utili per creare in autonomia i propri modelli in 3D, ma i CAD, oltre a poter essere molto costosi, sono anche molto complessi, in particolar modo per chi non ha dimestichezza con il disegno. Infatti questo tipo di software crea forme tridimensionali che vengono poi modificate manualmente. Per fortuna, con la diffusione delle stampanti 3D, sono nati dei software gratuiti come TinkerCad e 123D Design che aiutano ad apprendere le basi del disgno 3D e facilitano la creazione di modelli. Ci sono svariati software per il disegno 3D sia a pagamento che gratuiti, ma la cosa fondamentale da accertare prima di concludere l'acquisto è che il software possa esportare i file in formato STL. 

La lezione è introduttiva e vuole fornire una prima presentazione dei programmi CAD, in particolare TinkerCad, consigliato per chi è alle prime armi, e 123D Design, più complesso. L'utilizzo vero e proprio dei CAD sarà oggetto di future lezioni.

Nella seconda lezione verranno illustrate le differenze tra tecnologie additive e sottrattive. Le tecnlogie additive più comuni permettono di creare oggetti in modo economico e rapido. Abbiamo tecniche di fusione, iniezione, soffiatura, estrusione e infine la stampa 3D. La stampa 3D è più lenta e non si presta per produzioni in quantità, però permette di creare oggetti personalizzati e prototipi.

Nella terza lezione l'Ing. Paolo Aliverti racconta  la storia della stampa 3D partendo dal 1984, anno in cui Chuck Hull realizza la prima stampante 3D e la brevetta. Nel 2005 scade il brevetto per la stampa a filo fuso e un professore inglese, Adrian Bowyer costruisce una macchina in grado di stampare oggetti e di autoreplicarsi, la RepRap. Il progetto è open source ed è pubblicato su un wiki (www.reprap.org): da qui inizia una diffusione incredibile di stampanti 3D. Pochi anni dopo i fondatori della Makerbot costruiscono e vendono su Internet i loro kit (3500 il primo mese), fino a che, nel 2013, la Stratesys acquisisce la società per più di 400 milioni di dollari.

Nella quarta lezione si risponderà alla domanda: "Come funziona una stampante 3D?". La stampante 3D è una macchina in grado di creare degli oggetti in plastica a partire da dei file digitali. La maggior parte delle stampanti open source utilizzano la tecnologia FDM che, per creare gli oggetti, depone uno sull'altro strati di plastica fusa. Un sistema di motori sposta una testa, l'estrusore, che è il centro della stampante; l'estrusore a sua volta preleva un filo di plastica, lo fonde e lo fa fuoriscire da un piccolo forellino per realizzare gli oggetti. Insomma, il funzionamento dell'estrusore è simile a quello di una pistola per la colla a caldo. La plastica viene quindi stratificata fino alla realizzazione degli oggeti. Le plastiche maggiormente utilizzate in questo processo sono l'ABS e il PLA che fondono tra i 200 e 240 gradi. Il cuore della stampante è una scheda con un microcontrollore che trasmette le informazioni relative all'oggetto. 

Nella quinta lezione verranno illustrati i passaggi e i programmi necessari per passare da un modello digitale all’oggetto stampato. Si parte da un disegno 3D da cui si ricava un file in formato STL. Per disegnare possiamo usare un CAD come Tinkercad, che è di utilizzo molto semplice, oppure scaricare un modello pronto da Thingiverse, dove si trovano file opensource che poi si possono modificare una volta scaricati. Il file è in formato STL ed è una rappresentazione matematica fatta con una mesh di triangoli. Questo file viene dato in pasto a uno slicer che lo fa "a fette" e lo invia alla stampante che lo realizza. La stampante legge una serie d’istruzioni codificate con lo standard G-Code, un formato originato attorno al 1950 che viene utilizzato per comandare le macchine a controllo numerico.

Durante la sesta lezione di Digital Fabrication si vedrà quali programmi utilizzare per stampare un oggetto. Per prima cosa bisogna scaricare un file STL da thingiverse e lo prepararlo per la stampante. Vedremo come impostare Slic3r e utilizzarlo per preparare il modello digitale da inviare alla stampante. Slic3r è un programma piuttosto semplice da utilizzare e basta impostare solo alcuni parametri, come il tipo di stampa che si vuole ottenere, il filamento che si andrà a utilizzare e il modello di stampante.

Nella settima lezione verranno introdotti i CAD 3D, ovvero dei programmi per il disegno tridimensionale. Questi programmi sono molto utili per creare in autonomia i propri modelli in 3D, ma i CAD, oltre a poter essere molto costosi, sono anche molto complessi, in particolar modo per chi non ha dimestichezza con il disegno. Infatti questo tipo di software crea forme tridimensionali che vengono poi modificate manualmente. Per fortuna, con la diffusione delle stampanti 3D, sono nati dei software gratuiti come TinkerCad e 123D Design che aiutano ad apprendere le basi del disgno 3D e facilitano la creazione di modelli. Ci sono svariati software per il disegno 3D sia a pagamento che gratuiti, ma la cosa fondamentale da accertare prima di concludere l'acquisto è che il software possa esportare i file in formato STL.
La lezione è introduttiva e vuole fornire una prima presentazione dei programmi CAD, in particolare TinkerCad, consigliato per chi è alle prime armi, e 123D Design, più complesso. L'utilizzo vero e proprio dei CAD sarà oggetto di future lezioni.

L'ottava lezione tratta le diverse tecnologie per la stampa 3D: dalla tecnologia FDM a quelle macchine che rientrano nella categoria dei sinterizzatori (SLS), alle stampanti DLP, alla tecnica della laminazione (LOM).

La nona lezione spiega quali sono i parametri da impostare per ottenere una buona stampa 3D. Le impostazioni non sono poi molte, circa una decina, e le ritroverete in tutti i software per lo slicing. In questo video approfondisco i dettagli di ogni parametro: temperatura di stampa, altezza del layer, raft, overhang, infill, pattern di riempimento, shell, brim e loop.

Infine la decima lezione spiega cos'è Arduino e per cosa può essere impiegato. Questa video-lezione illustra cos'è un microcontrollore e verterà in particolare sul funzionamento base di Arduino.
Arduino è una risorsa molto importante per i makers, infatti aiuta nella realizzazione di prototipi di circuiti. Una volta per costruire un circuito bisognava avere delle competenze elettroniche specifiche e, inoltre, non si utilizzavano i microcontrollori.
Con l'introduzione dell'informatica nella realizzazione dei circuiti è entrato in gioco Arduino: una scheda a microcontrollore che serve per realizzare dei prototipi elettronici in modo rapido e sicuro, pensata non per il lavoro di ingegneri ma per quello di chiunque ne abbia bisogno: dal designer, all'artista, all'architetto.

Paolo Aliverti
Paolo Aliverti, ingegnere delle telecomunicazioni, project manager (sviluppo software), artigiano digitale e scrittore. Si è laureato nel 1999, presso il politecnico di Milano, con una tesi in robotica e intelligenza artificiale riguardante un sistema di visione per robot che giocano a calcio. Dall'età di dieci anni si interessa di elettronica e microcomputer. Ha scritto il "Manuale del Maker" - ed. FAG e anche tradotto da Make - O'Reilly, “Stampa 3D - Stazione futuro” - ed. Hoepli, un manuale su 123D Design. Organizza corsi e workshop sulla digital fabrication; si occupa di progettazione e realizzazione di prototipi per aziende. Nel 2011 ha fondato Frankenstein Garage e poi FabLab Milano. Il suo sito è www.zeppelinmaker.it. Nel poco tempo libero che gli avanza si diletta sulle montagne come alpinista.

Oilproject

Oilproject oggi raggiunge un milione di studenti al mese ed è l’unica azienda italiana con una strategia di “Mooc” (Massive Open Online Course) paragonabile a iniziative internazionali come Coursera, Khan Academy e Udemy. Sono ad oggi 5400 i contenuti didattici caricati su qualsiasi disciplina, dalla matematica alla storia, dalla letteratura alla chimica e biologia fino alle scienze della Terra, disponibili gratuitamente per tutti gli studenti delle superiori e dell'università. - See more at: http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/tim-ventures-entra-capitale-sociale-oilproject-8673bb6a-731b-42c8-9ad8-33cf710677bf.html