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Stampa 3D: nell' Edilizia (e non solo) è già una realtà e dei muratori non ci sarà più bisogno

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La stampa 3D (anche stampa 3-D, nota anche con i nomi Additive Manufacturing, Additive Manufacturing (AM), Generative Manufacturing o Rapid Technologies, è un termine completo per tutti i processi di produzione in cui Il materiale viene applicato strato per strato e così vengono creati oggetti tridimensionali (pezzi in lavorazione). La struttura strato per strato è controllata da computer da uno o più materiali liquidi o solidi secondo dimensioni e forme specificate (vedere CAD / CAM). Durante la costruzione avvengono processi di indurimento o fusione fisici o chimici. I materiali tipici per la stampa 3D sono plastica, resine sintetiche, ceramica e metalli. Nel frattempo, sono stati sviluppati anche materiali in carbonio e grafite per la stampa 3D di parti in carbonio. Sebbene si tratti spesso di processi di sagomatura, non sono necessari strumenti speciali per un prodotto specifico che ha memorizzato la rispettiva geometria del pezzo (ad esempio stampi di colata).

Stampa 3D per applicazioni nell' Edilizia

Le stampanti 3D sono utilizzate nell'industria, nella modellistica e nella ricerca per la produzione di modelli, campioni, prototipi, strumenti, prodotti finali e per uso privato. Esistono anche applicazioni nei settori della casa e dell'intrattenimento, nell'industria edile, nelle arti e nella medicina.

 

Descrizione

 

In Germania la nota ditta di casseformi PERI stampa la prima casa

Questi processi vengono utilizzati nella produzione parallela di componenti molto piccoli in quantità maggiori, per articoli unici in gioielleria o nella tecnologia medica e odontoiatrica, nonché nella produzione in piccole serie o nella produzione individuale di parti ad alta complessità geometrica, anche con integrazione funzionale aggiuntiva.

Esecuzione in conglomerato cementizio con Stampa 3-D

In contrasto con i processi di formatura primaria, rimodellamento o produzione sottrattiva (taglio), la redditività della stampa 3D aumenta con l'aumentare della complessità della geometria del componente e il numero di pezzi richiesti diminuisce.

Operatore a Stampa 3D

Negli ultimi anni, le aree di applicazione di questi processi di produzione sono state ampliate per includere altri campi. Le stampanti 3D sono state inizialmente utilizzate principalmente per la produzione di prototipi e modelli (prototipazione rapida), poi per la produzione di utensili (rapid tooling) ed infine di parti finite (rapid manufacturing), di cui sono richieste solo piccole quantità. Ad esempio, il produttore di aeromobili Boeing utilizza parti sinterizzate al laser nel caccia F-18 Hornet 86.

 

Costruzione a Stampa 3D in Francia

In connessione con altre tecnologie moderne come il reverse engineering, il CAD e gli odierni processi di produzione di utensili, la catena di processo all'interno dello sviluppo del prodotto viene anche definita sviluppo rapido del prodotto. Inoltre, l'interfaccia digitale della stampante 3D e i suoi processi di produzione automatizzati consentono una produzione decentralizzata (produzione cloud).

 

Alcuni vantaggi fondamentali rispetto ai processi produttivi concorrenti portano ad una sempre maggiore diffusione della tecnologia, anche nella produzione in serie di particolari. Rispetto al processo di stampaggio a iniezione, la stampa 3D ha il vantaggio che la produzione di stampi che richiede tempo e la sostituzione degli stampi non sono necessari. Rispetto a tutti i processi di rimozione del materiale come taglio, tornitura e foratura, la stampa 3D ha il vantaggio che non vi è alcuna fase di lavorazione aggiuntiva dopo la sagomatura primaria. Il processo è generalmente più energico, soprattutto se il materiale viene accumulato solo una volta nella dimensione e nella massa richieste. Come con altri processi automatizzati, la post-elaborazione è necessaria a seconda dell'area di applicazione. Ulteriori vantaggi sono che diversi componenti possono essere fabbricati su una macchina e possono essere generate geometrie complesse.

 

Le tecniche più importanti sono la fusione del raggio laser e la fusione del raggio di elettroni per i metalli e la sinterizzazione laser per polimeri, ceramiche e metalli, la stereolitografia e l'elaborazione della luce digitale per le resine sintetiche liquide e la modellazione del polyjet, nonché la modellazione di strati fusi per materie plastiche e resine parzialmente sintetiche.

Edilizia sociale in Stampa 3-D a Nantes (Francia)

 

È  della ditta Italiana XEW, il modello di auto elettrica LESEV prodotta con stampante 3-D in collaborazione con la Gesellschaft Polymaker di Amburgo (Germania). Il costo sarà di ca. 7.500 $ e il peso di appena di 450 Kg. Occorrono tre giorni per produrla e la velocità è di 70 Km/h. Con una carica elettrica possono essere percorsi 150 km. I componenti di plastica sono stati ridotti da 2000 a 57. La produzione in serie dei 7000 modelli preonotati avrebbe dovuto avere inizio già verso la metà del 2019 e la collaborazione strategica con la Polymaker avrebbe cambiato il ciclo della produzione.

 

Il Modello di auto elettrica "biposto" con stampante 3-D della XEW

La precisione ottenibile da una stampante in resina sintetica alla fine del 2012 era di 0,043 mm nelle direzioni xey e 0,016 mm sull'asse z per il posizionamento. Un altro punto di forza della stampa 3D è la capacità di costruire forme complesse che sono difficili o impossibili da produrre con altre macchine. I lavori di costruzione della Sagrada Familia, ad esempio, utilizzano stampanti 3D per creare modelli per le forme architettoniche molto sofisticate di Antonio Gaudí. Le sue volte sono costituite da grandi iperboloidi rotanti con interposti paraboloidi iperbolici.

 

Macchina di Stampa 3-D

I processi combinati consentono la produzione senza attrezzi di micro componenti, fluidica e microsistemi. I microcomponenti a base di plastica vengono prodotti tramite fotopolimerizzazione. Gli strati metallici e altri strati funzionali sono strutturati direttamente e integrati tra gli strati. Componenti elettronici come processori, elementi di memoria, sensori, i componenti passivi e le riserve di energia sono installati nel camino o lateralmente e contattati in parallelo.

 

Stampa 3-D per la produzione di materiale sostenibile

La compagnia spaziale di Elon Musk SpaceX produce le camere di combustione per i motori a razzo Dragon V2 con stampanti 3D utilizzando il processo di sinterizzazione laser diretta del metallo.

Stampa 3-D della Apis Cor per la costruzione di una casa in 24 ore, Russia

 

Il robot fluttua nell' aria come una grande borsa per la glassa centimetro per centimetro e innalza le pareti. Il direttore dei lavori A.H. guarda attentamente  l' esecuzione automatica dei lavori senza intervanto dei muratori. È il futuro del cantiere edile senza operai? In Paesi come Svizzera, Austria, Francia, Olanda, Germania, Russia e Paesi Scandinavi, tanto per restare in Europa, sempre proprio così. A Beckum (Germania) è in costruzionela prima casa costruita utilizzando una stampante 3D. Un progetto pilota che viene seguito con entusiasmo dall' intero settore edile.

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