Barche, ottimizzazione e Stampa 3D

IMG_1688Martedì sera eravamo al secondo appuntamento a Tatabox sulla progettazione additiva, ovvero cosa bisogna sapere per progettare per la stampa 3D.

Qua potete trovare la diretta dell’evento.

Da amanti del mare e della barca a vela noi non potevamo non portare il nostro primo pezzo progettato e ottimizzato per un j24, nostra barca di elezione attualmente, ovvero un porta-candeliere.

Il progetto  “porta-candeliere” è nato all’epoca del Fuorisalone di Milano del 2016 (ne parlo qui) quando abbiamo progettato la C-UP (detta tazzina sbrodolina per gli amici) per Methesis. Oltre ad Autodesk che promuoveva Fusion 360 c’era la Sisma, casa produttrice di una macchina per sinterizzare le polveri atomizzate di metallo. In quell’occasione ho conosciuto Enrico e Stefania che lavorano per Sisma, gli è interessato il nostro progetto e ci hanno chiesto di progettare un pezzo per loro da presentare alla fiera di Francoforte.

scheda tecnicaLe richieste erano che fosse un pezzo industriale (loro vengono dal mondo dell’oreficeria e di pezzi preziosi ne avevano parecchi e bellissimi), che fosse il più possibile esplicativo dei vantaggi della tecnologia additiva per i metalli.

Ci abbiamo pensato un po’, inizialmente dovevamo fare una congiunzione per una macchina bi-motore poi ci si è rotto il porta candeliere del j24, dopo pochi giorni ce se ne rompe un secondo.

  • Perché li fanno il più possibile leggeri e poi non tengono un piffero.

Dice Filippo, il nostro primo istruttore di vela.

Leggero e resistente? Ecco due caratteristiche candeliere vastratiche ben si adattano a un pezzo costruito in metallo con la stampa 3D. Che acciaio usano nella nautica? L 316 può andar bene? Sisma lo stampa? Perfetto.

Enrico ed Andrea iniziano a macinare ore al computer.

Escono progetti fantasiosi come il porta candeliere dell’uomo ragno, una struttura a ragnatela che teneva il candeliere.

  • Certo, così le cime ci si ingarbugliano che è un piacere, poi uno passa e lo scontra, ne salta un pezzo, quello dopo si apre una coscia contro la parte rotta…
  • Ok, escluso.

Abbiamo fatto il porta candeliere di Batman, ovvero un coso che sembrava la maschera di Batman.

  • Ma se la parte che sforza di più è proprio l’anello, non potete farci le orecchie…

Alla fine è nato l’Astrati-porta candeliere ovvero un porta candeliere che da fuori sembra un porta-candeliere normale ma tutti i bracci non sono pieni ma riempiti di una struttura lattice che lo alleggerisce e ne aumenta la portata.

candeliere astrati2Ad analisi FEM effettuate: rispetto ad un pezzo costruito per saldatura pesa meno e porta più di 4 volte il carico.

Questa è ottimizzazione topologica e a distanza di qualche mese abbiamo diverse idee per ottimizzarlo ancora di più.

Che cosa è una struttura lattice? In poche parole è una maglia, una spugna di acciaio che riempie i bracci cavi del porta-candeliere rendendolo leggero e allo stesso tempo prestante.

Il vero motivo per cui questo pezzo è piaciuto molto a Sisma (azienda vicentina) non è stato per la sua ergonomicità marina ma per il fatto che non aveva supporti.

Cosa sono i supporti e perché avrebbero dovuto darle fastidio?

Progettando per la stampa 3D bisogna conoscere alcune regole di progettazione. Alcune sono universali ( per esempio che il progetto deve essere manifold, ovvero potenzialmente reale), altre dipendono dal tipo di tecnologia (per esempio noi abbiamo sfruttato il fatto che i pezzi che crescono a 45 gradi non hanno bisogno di supporto o che i fori sotto i 6 mm sono autoportanti), altre ancora dipendono dal materiale utilizzato.

Se si riesce a costruire quello che si desidera sfruttando al meglio i limiti che la tecnologia e il materiale impongono alla fine del processo l’operatore dovrà usare una fresa per i metalli solo per staccare il pezzo dal piatto, così come è successo per l’Astrati-portacandeliere.

Altrimenti il lavoro si raddoppia e dopo aver stampato il pezzo ci deve essere un fresatore che fresa i supporti dal pezzo. Per conoscenza i supporti sono dello stesso materiale del pezzo stampato, quindi in questo caso in acciaio L316.

Oltre al lavoro in più c’è anche il materiale in più, con orgoglio possiamo dire che tutto l’acciaio utilizzato per creare l’Astrati- portacandeliere è servito per creare il pezzo e non i supporti, quindi non ci sono stati scarti.

vela festivalDomani partiamo per Santa Margherita al Vela Festival, con i nostri vecchi porta-  candelieri che speriamo non ci facciano volare in acqua.

Buon vento a tutti!

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