Tag Archives: prototipi

Due parole sulla stampa in 3D

5 Giu

Diversi utenti mi hanno contattato per avere un approfondimento sulle stampanti 3D. Oggi come oggi, questo tipo di tecnologia e’ entrato pesantemente nella nostra vita e tutti noi, almeno una volta, abbiamo sentito parlare di questa tecnologia anche se, a volte, si ignora completamente il processo realizzativo alla base di questi nuovi strumenti.

Se provate a cercare in rete, trovate una definizione della stampa 3D molto semplice: si tratta dell’evoluzione naturale della classica stampa in 2D, utilizzata pero’ per realizzare oggetti reali in materiali diversi.

Personalmente, trovo questa definizione molto semplicistica e assolutamente riduttiva. Perche’? Semplice, non possiamo confrontare una stampa 2D con una 3D proprio perche’ relativa ad una concezione di realizzazione estremamente diversa. Detto molto semplicemente, sarebbe come voler paragonare la pittura con la scultura, parlando di quest’ultima come la naturale evoluzione della prima.

Cerchiamo di andare con ordine e capire meglio le basi di questo processo. Se nella stampa 2D possiamo riprodurre su un foglio di carta una qualsiasi immagine, in quella 3D il prodotto finale ara’ un oggetto solido, reale e tridimensionale. Un esempio? Disegnate al pc una tazza. Se stampate il vostro disegno con una normale stampante avrete la riproduzione di quell’immagine appiattita su una superficie. Utilizzando invece una stampante 3D il vostro risultato sara’ una vera e propria tazza che potete vedere, toccare e, perche’ no, anche utilizzare.

Solo fino a qualche anno fa, un processo del genere sarebbe stato considerato fantascientifico e, se ci avviciniamo ai giorni nostri, retaggio di costosi macchinari riservati alle aziende piu’ grandi. Oggi invece la tecnologia della stampa 3D e’ divenuta “quasi” di uso comune grazie alla notevole contrazione dei prezzi di queste stampanti, risultato di massicci investimenti fatti da numerose compagnie pubbliche e private.

Pensate stia scherzando? Facendo una ricerca su internet, cominciate a trovare stampanti in grado di riprodurre oggetti fino a decine di centimetri per lato, ad un prezzo inferiore ai 1000 euro. Pensate sia ancora tanto? Nel giro di pochissimi anni, i prezzi di questi dispositivi si sono ridotti in media di un fattore dieci. Come anticipato, questo e’ stato possibile grazie ai notevoli investimenti fatti nel settore ricerca sia pubblico che privato. Per darvi una stima, il prezzo delle azioni delle maggiori case costrttrici di questi dispositivi e’ cresciuto fino a cinque volte facendo riconoscere queste aziende tra le migliori nei listini di borsa.

Visto il sicuro interesse in questi dispositivi, cerchiamo ora di capire meglio come avviene il processo realizzativo di un oggetto a tre dimensioni.

600x407xreplicator.jpg.pagespeed.ic.e5HWV8nSTh

Come potete facilmente immaginare, le tecniche realizzative utilizzate sono diverse ma per comprendere il meccanismo in modo semplice, concentriamoci su quello maggiormente utilizzato e piu’ intuitivo. Come nelle stampanti tradizionali, ci sono delle cartucce contenenti il materiale con cui sara’ realizzato il nostro oggetto. Nella versione piu’ comune, questo materiale sara’ ABS o PLA, due polimeri che per semplicita’ possiamo immaginare come delle plastiche. Normalmente le cartucce contengono questi materiali in forma di polvere o di fili.

Bene, abbiamo il materiale nelle cartucce, poi? Vi ricordate le vecchie stampanti che imprimevano una riga alla volta sul foglio che via via veniva portato avanti? Il processo e’ molto simile a questo. Nella stampa 3D l’oggetto viene realizzato per strati paralleli che poi crescono verso l’alto per realizzare i particolari del corpo che vogliamo stampare. L’esempio classico che viene fatto in questi casi e’ quello dei mattoncini dei LEGO. Strato per strato costruite qualcosa “attaccando” tra loro i vari pezzi. Nella stampa 3D ogni strato viene depositato sull’altro con un processo a caldo o di incollaggio a volte mediante l’ausilio di un materiale di supporto.

Compreso il processo alla base, la prima domanda da porci e’ relativa alla risoluzione di queste stampanti. In altre parole, quanto sono precisi i pezzi che posso realizzare? A differenza della stampa 2D, in questo caso dobbiamo valutare anche la precisione di costruzione verticale. Per quanto riguarda il piano orizzontale, la risoluzione della stampa dipende dalla “particella” di materiale che viene depositata. In verticale invece, come facilmente immaginabile, la precisione del pezzo dipendera’ dallo spessore dello strato che andate a depositare. Piu’ lo strato e’ sottile, maggiore sara’ la risoluzione della vostra stampa. Normalmente, per darvi qualche numero, parliamo di risoluzioni verticali dell’ordine del decimo di millimetro.

A questo punto, abbiamo capito piu’ o meno come funzionano queste stampanti, abbiamo visto che i prezzi sono in forte calo ma la domanda principale resta sempre la stessa: cosa ci facciamo con queste stampanti? In realta’, la risposta a questa domanda potrebbe essere semplicemente “tantissimo”. Cerco di spiegarmi meglio. Le stampanti 3D sono gia’ utilizzate e sotto attento studio di ricerca per il loro utilizzo nei piu’ svariati settori.

Qualche esempio?

Prima di tutto per le aziende che si occupano della realizzazione dei protitipi o di produzione su grande scala di oggetti di forma piu’ o meno complessa. In questo caso vi riporto direttamente la mia esperienza in questo settore. Ai Laboratori Nazionali di Frascati disponiamo di una stampante 3D con una buona risoluzione per la stampa di oggetti in ABS. Cosa ci facciamo? Moltissime parti dei rivelatori di particelle possono essere stampati direttamente in 3D saltando tutta la difficile fase della realizzazione con macchine utensili. Inoltre, ricorrere alla stampa 3D, anche solo in fase prototipale, consente di poter valutare al meglio la correttezza dell’oggetto pensato e la sua funzionalita’ nei diversi settori.

Oltre a queste applicazioni, le stampanti 3D possono essere utilizzate in medicina forense per la ricostruzione di prove danneggiate, in oreficeria, nel settore medico per la ricostruzione ossea, in paleontologia per la preparazione di modelli in scala di parti rinvenute e cosi’ via per moltissimi settori in cui la stampa 3D puo’ velocizzare notevolmente il processo realizzativo ma soprattutto con costi molto contenuti rispetto alla lavorazione classica.

Oggi come oggi, la ricerca in questo settore e’ fortemente orientata allo studio dell’utilizzo di materiali piu’ disparati. Per darvi qualche idea si va dal tessuto osseo alle plastiche, dalla roccia all’argilla e cosi’ via. Come potete capire immediatamente, piu’ materiali si riescono ad utilizzare, maggiori sono i settori interessati in questi prodotti.

Anche se poco noto al grande pubblico, in rete ci sono gia’ moltissimi siti e forum che si occupano di scambio open source di modelli 3D da stampare o anche solo di stampa su commissione conto terzi. Se ripensiamo al paragone con le stampanti classiche, se in questo caso bastava una qualsiasi immagine, per utilizzare una stampante 3D e’ necessario realizzare un modello tridiemnsionale da dare in pasto alla stampante. Per poter far questo ci sono ovviamente potenti software CAD ma anche tanti programmi gratuiti piu’ semplici gia’ scaricabili dalla rete.

Alla luce di quanto discusso, sicuramente il discorso sulle stampanti 3D e’ destinato ancora a crescere. In un futuro non troppo lontano, potremmo avere a disposizione strumenti domestici per realizzare l’oggetto che desideriamo. Inutile nascondere che questo qualche sospetto potrebbe destarlo. Solo pochi mesi fa si e’ molto discusso del progetto di una pistola in plastica perfettamente funzionante ed in grado di uccidere realizzabile con una stampante 3D ed i cui progetti erano finiti in rete. A parte questo “particolare”, quello delle stampanti 3D e’ sicuramente un mercato destinato a crescere e su cui moltissime aziende stanno fortemente puntando.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Annunci

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

25 Nov

Di Curiosity e della missione su Marte abbiamo parlato in diversi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Tutte le volte si cercavano evidenze di forme di vita extraterrestri su Marte e tutte le volte ci si accorgeva che in realta’ le prove potevano essere sbugiardate facilmente.

Ora, finalmente su web si sta diffondendo il perche’ di questo. La rete, attraverso i tantissimi siti catastrofisti e complottisti, ha finalmente trovato la risposta a questa domanda. Non c’e’ nessuna verita’ tenuta nascosta dalla NASA, dalla chiesa, dalla CIA o da misteriosi governanti che operano nell’ombra.

Curiosity non trova i marziani semplicemente perche’ …. non e’ mai andata su Marte!

Ebbene si, non poteva certo mancare questa ipotesi. In questi ultimi giorni, si sta diffondendo la notizia che in realta’ la NASA non ha mai raggiunto il pianeta rosso. Tutte le immagini che ci stanno mostrando sono false e sono scattate sulla Terra.

Ovviamente, una notizia di questo tipo e’ supportata da prove fotografiche “inconfutabili”.

Secondo alcuni il Rover non e’ su Marte, bensi’ in Irlanda:

Curiosity in Irlanda

Secondo altri, Curiosity sta inviando foto dalla Francia:

Curiosity in Francia

Ma quindi Curiosity e’ in Francia o in Irlanda?

Ovviamente in nessuno dei due paesi. Le due foto mostrate sono state pubblicate da semplici utenti su facebook i quali poi prontamente hanno dichiarato di averle create con photoshop elaborando immagini scaricate dalle pagine della NASA. Come potete facilmente immaginare, questo non ha impedito alle foto di fare il giro del mondo.

Pensate di aver finito qui? Assolutamente no.

Esiste un’altra prova inconfutabile, citata da molte fonti, e che non lascia spazio ad interpretazioni. Ecco la foto:

Curiosity in California

Questo e’ il set cinematografico creato appositamente per Curiosity in una zona desertica della California.

Dunque? Ora come la mettiamo?

Aggiungo anche che la foto e’ vera ed e’ veramente stata scattata in California. C’e’ solo un piccolo particolare che la rete omette di citare. La foto risale a circa un anno fa, quando la NASA stava facendo i test di prototipi su diversi terreni e a diverse temperature per verificare la manovrabilita’ e la resistenza dei circuiti elettronici. Come potete facilmente capire, la NASA non ha finito di costruire il rover e poi lo ha spedito senza fare test da qualche parte. A riprova di questo, vi segnalo anche una pagina del JPL con i test:

NASA JPL Curiosity test

Come vedete, anche in questo caso siamo di fronte a prove create appositamente per diffondere notizie false.

Questa storia e’ del tutto simile alla teoria complottista sullo sbarco lunare nel 1969. Quante volte avete sentito dire che l’uomo non e’ mai arrivato sulla Luna? Se circola la notizia che non siamo stati in grado di arrivare sulla Luna, tantomeno possiamo essere arrivati su Marte.

Gia’ che ci siamo, apriamo una piccola parentesi proprio sulla Luna. Cosa c’e’ di vero nelle teorie complottiste che vedrebbero le immagini dello sbarco solo una montatura mediatica?

Ovviamente nulla. Cerchiamo di capire il perche’.

Prima di tutto, vi invito ad una riflessione storica. Sappiamo bene che lo sbarco dell’apollo 11 sulla Luna e’ avvenuto in un periodo molto particolare dal punto di vista politico e sociale. La corsa allo spazio avveniva tra i due grandi blocchi del tempo: gli Stati Uniti e la Russia. L’arrivo sulla Luna rappresentava, nell’immaginario collettivo, il trionfo tecnologico di una cultura sull’altra.

Secondo voi, se ci fossero state prove reali che avessero messo in discussione lo sbarco del ’69, la Russia avrebbe lasciato correre?

Ovviamente la risposta e’ no.

Fatta questa premessa storica, voglio ora discutere un’evidenza scientifica dell’avvenuto sbarco.

Dal punto di vista fisico, la misura dei parametri della Luna, in primis la sua distanza dalla Terra, e’ molto utile per verificare teorie molto importanti tra cui la precessione geodetica, l’effetto Lense-Thirring e per misurare parametri della relativita’ generale.

Un metodo molto utilizzato e preciso per misurare continuamente la distanza Terra-Luna e’ quello del “Lunar Laser Ranging”, cioe’ la misura della distanza mediante fasci laser sparati da Terra.

Come funziona questo metodo?

Per avere una riflessione a Terra, e’ necessario posizionare degli speciali specchi sulla Luna che servono proprio per far riflettere verso di noi il laser. Conoscendo la velocita’ della luce, basta misurare il tempo che il laser impiega per tornare a Terra per avere una misura molto precisa del percorso fatto, cioe’ della distanza tra noi e il nostro satellite. Il principio e’ esattamente lo stesso sfruttato dal sonar, solo che al posto delle onde sonore si utilizzano fasci di luce.

Questi speciali specchi sono chiamati “Corner Cube Retroreflectors”, cioe’ retroriflettori a spigolo di cubo. Questi sistemi hanno una serie di specchi disposti secondo gli spigoli di un cubo ed in cui la luce viene riflessa totalmente. La speciale disposizione degli specchi fa si che la luce venga riflessa esattamente nella stessa direzione da cui arriva. In questo modo, sparando da un punto della Terra, il laser riflesso dalla Luna tornera’ esattamente nello stesso punto dove puo’ essere misurato il tempo. Nella figura si vede la differenza di comportamento ottico tra un CCR ed un normale specchio in cui l’angolo di incidenza e’ identico a quello di riflessione della luce:

Confronto tra la luce riflessa da uno specchio piano e da un CCR

Nel mondo esistono diverse stazioni di Lunar Laser Ranging che raccolgono dati messi a disposizione della comunita’ scientifica.

Perche’ sto parlando di queste misure?

Sulla Luna ci sono diverse stazioni di CCR posizionate proprio per queste misurazioni. Vi mostro una foto molto importante di una di  queste stazioni:

Matrice di CCR posizionata dai membri dell’Apollo 11

Sapete cos’e’? E’ una matrice di CCR posizionata proprio da Neil Armstrong durante la missione Apollo 11 nel 1969.

Se non siamo mai andati sulla Luna chi ha posizionato i CCR?

Capite bene che le teorie complottiste sullo sbarco lunare sono solamente fantasie. Anche in questo caso, creare un castello di ipotesi campate in aria serve solo a far aumentare i telespettatori di trasmissioni TV o i lettori di pagine web. Purtroppo, resta sempre valido il discorso fatto in questi post:

Homo homini lupus

Il complotto del complottista

Come vedete, partendo dalle profezie del 2012, e’ possibile esplorare in modo divulgativo campi della scienza troppo spesso lasciati a siti internet e falsi comunicatori. Per approfondire tutti gli avvenimenti profetizzati per il 21 Dicembre, non perdete in libreria  “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.