IT202000007129A1 - Procedimento di realizzazione di un oggetto mediante un dispositivo di manifattura additiva, dispositivo di manifattura additiva e prodotto informatico corrispondenti - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
PROCEDIMENTO DI REALIZZAZIONE DI UN OGGETTO MEDIANTE UN DISPOSITIVO DI MANIFATTURA ADDITIVA, DISPOSITIVO DI MANIFATTURA ADDITIVA E PRODOTTO INFORMATICO CORRISPONDENTI
La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei procedimenti di realizzazione di oggetti mediate dispositivi di manifattura additiva, per esempio stampanti 3D.
Convenzionalmente, tali dispositivi per la realizzazione tridimensionale di oggetti ricevono un file contenente una rappresentazione 3D dell?oggetto da realizzare generato da un utente e definito sulla base delle sue conoscenze tecniche e sulla base della sua esperienza con un utilizzo dei dispositivi di manifattura additiva o di progetti con macchine di produzione tradizionali. Si precisa che, ad oggi, il file che riceve il dispositivo per la realizzazione tridimensionale di oggetto, ? un file del tipo ?.gcode? ottenuto tramite programmi denominati ?di slicing?.
Questi programmi ?di slicing?, a partire da una geometria 3d fornita dall?utente, consentono di andare a modificare una serie di impostazioni che permettono la buona riuscita del pezzo mediante manifattura additiva. Un utente necessita di una formazione specializzata per imparare a usare tali programmi e questo richiede una quantit? di tempo e denaro non indifferente, numerose prove sul campo, anche fallimentari.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? quello di proporre un procedimento di realizzazione tridimensionale di oggetti e un rispettivo dispositivo di manifattura additiva che faciliti il superamento di uno o pi? degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. Uno scopo della presente invenzione ? quello di fornire un procedimento di realizzazione di oggetti e un dispositivo di manifattura additiva di facile utilizzo, che permetta un utilizzo del dispositivo stesso minimizzando un bisogno di dispendiosi corsi di formazione, permettendo pertanto l?uso di questa tecnologia anche a soggetti che non sono in grado di sostenere gli investimenti prima citati.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un oggetto mediante il dispositivo di manifattura additiva ottimizzando, in maniera automatica, una o pi? variabili che un utente attualmente deve impostare secondo la sua esperienza. Inoltre, uno scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un oggetto mediante il dispositivo di manifattura additiva aggiungendo funzioni avanzate di calcolo intrinseche al dispositivo che permettano in base alle informazioni presenti su una memoria di trovare la migliore soluzione di stampa possibile riducendo la possibilit? di errore da parte dell?utente.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un procedimento di realizzazione di oggetti comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, come illustrato negli uniti disegni in cui:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi esemplificativo di un dispositivo di manifattura additiva secondo una o pi? forme di realizzazione, e
- la figura 2 mostra un esempio non limitativo di una camera di realizzazione tridimensionale di un dispositivo di manifattura additiva secondo una o pi? forme di realizzazione, e
- la figura 3 mostra un diagramma di flusso di un procedimento secondo una o pi? forme di realizzazione,
- le figure da 4 a 8 mostrano esempi di oggetti realizzabili attraverso il procedimento secondo una o pi? forme di realizzazione.
Un dispositivo 1 di manifattura additiva ? illustrato schematicamente nelle figure 1 e 2, per esempio una stampante 3D configurata per stampare un oggetto tridimensionale attraverso manifattura additiva. Il dispositivo 1 comprende:
- uno o pi? elementi di deposito 14 di materiale, per esempio una o pi? testine configurate per depositare diversi materiali,
- un piano di appoggio 16,
- una pluralit? di attuatori 10 rispettivamente configurati per pilotare l?uno o pi? elementi di deposito 14 di materiale e per muovere il piano di appoggio 16, e
- un?unit? di controllo 18 configurata per svolgere le fasi del procedimento di realizzazione secondo una o pi? forme di realizzazione.
Durante la realizzazione dell?oggetto, l?uno o pi? elementi di deposito 14 e il piano di appoggio 16 sono pilotabili preferibilmente contemporaneamente dall?unit? di controllo 18. In altre parole, l?uno o pi? elementi di deposito 14 e il piano di appoggio 16 possono essere configurati per cooperare per realizzare l?oggetto.
L?elemento di deposito 14 di materiale pu? comprendere almeno un estrusore. Durante la realizzazione dell?oggetto, l?estrusore 14 pu? essere attuato e materiale fuoriesce da un ugello dell?estrusore. Gli attuatori 10 possono pilotare l?estrusore 14 in maniera tale da realizzare l?oggetto attraverso una stratificazione del materiale estruso. In alternativa, l?elemento di deposito 14 pu? comprendere un elemento di deposito di colle, resine e/o polveri oppure una torcia per Saldatura MIG/MAG oppure un dispositivo in grado di depositare mediante spray una schiuma, una resina che pu? essere additivata con polveri o altro tipo di rinforzo.
L?elemento di deposito 14 e il piano di appoggio 16 sono pilotabili dagli attuatori 10 che possono comprendere per esempio una pluralit? di motori elettrici attuati dall?unit? di controllo 18 durante la realizzazione dell?oggetto.
Preferibilmente, durante la realizzazione dell?oggetto, l?elemento di deposito 14 e il piano di appoggio 16 sono pilotabili contemporaneamente.
Come illustrato in figura 2, il dispositivo 1 di manifattura additiva pu? comprendere una camera 12 all?interno della quale viene realizzato l?oggetto. L?uno o pi? elementi di deposito 14 e il piano di appoggio 16 sono posti all?interno della camera 12.
L?elemento di deposito 14 e il piano di appoggio 16 possono essere configurati per muoversi all?interno di un sistema di assi cartesiani comprendenti una prima direzione X longitudinale, una seconda direzione Y latitudinale e una terza direzione Z verticale, come illustrato dalle frecce in figura 2. L?elemento di deposito 14 e/o il piano di appoggio 16 possono avere ciascuno 6 gradi di libert? di movimento.
Per esempio, l?elemento di deposito 14 pu? essere configurato per muoversi lungo la prima, seconda e/o terza direzione X, Y, Z e di ruotare attorno ad assi paralleli alla prima e/o seconda direzione X, Y. Per esempio, il piano di appoggio 16 pu? essere configurato per traslare lungo la prima, seconda e/o terza direzione X, Y, Z e ruotare attorno ad assi di rotazione paralleli alla seconda e/o terza direzione Y, Z. Vantaggiosamente, la rotazione attorno all?asse Y permette un?inclinazione del piano di appoggio 16 rispetto alla terza direzione Z verticale. Il piano di appoggio 16 pu? essere configurato per muoversi in modo continuato durante la realizzazione dell?oggetto, per esempio oscillando per facilitare la realizzazione dell?oggetto.
Vantaggiosamente, un movimento dell?elemento di deposito 14 di materiale e del piano di appoggio 16 possono permettere una creazione di traiettorie di deposito di materiale che non risentono dei vincoli delle macchine tradizionali; la realizzazione dell?oggetto, la distribuzione di materiale ed eventualmente di una fibra continua avviene in maniera completamente differente rispetto alle macchine note.
Vantaggiosamente, il movimento del piano di appoggio 16 e dell?elemento di deposito 14, preferibilmente contemporaneamente, facilita una realizzazione ottimale dell?oggetto, in quanto facilita una realizzazione fisica di traiettorie e geometrie presenti all?interno del progetto.
Vantaggiosamente, la presenza di uno o pi? supporti 24 pu? essere esclusa grazie al movimento del piano di appoggio 16 e dell?elemento di deposito 14.
Il dispositivo 1 di manifattura additiva pu? comprendere un sensore 19, preferibilmente un dispositivo di acquisizione immagini e/o un sensore di movimento, connesso all?unit? di controllo 18 e configurato per trasmettere all?unit? di controllo 18 un segnale indicativo della realizzazione in corso dell?oggetto. Il sensore 19 pu? trovarsi all?interno o in corrispondenza della camera 12. Vantaggiosamente, il sensore 19 permette di svolgere un?analisi real-time di una congruenza del progetto con la realizzazione fisica in corso dell?oggetto.
Secondo un aspetto, attraverso il segnale ricevuto dal sensore 19, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per rilevare una presenza di un errore durante la realizzazione dell?oggetto. Per esempio, se il sensore 19 ? un dispositivo di acquisizione immagini, l?unit? di controllo 18 pu? rilevare un errore durante la realizzazione attraverso un metodo di riconoscimento oggetti all?interno di un?immagine ricevuta dal dispositivo di acquisizione immagini.
Il dispositivo 1 di manifattura additiva pu? comprendere inoltre una memoria 22, connessa all?unit? di controllo 18. La memoria 22 pu? comprendere una pluralit? di valori indicativi di un comando imponibile agli attuatori del dispositivo 1. In aggiunta o in alternativa, la memoria 22 pu? comprendere una pluralit? di parametri di costruzione indicativi di caratteristiche fisiche dell?oggetto da realizzare. Preferibilmente, tali parametri di costruzione sono associati, nella memoria 22, a uno o pi? valori.
La memoria 22 ? preferibilmente un database comprendente una pluralit? di associazioni tra una pluralit? di parametri di costruzione e una pluralit? di valori. Per esempio, ciascun parametro di costruzione pu? avere una o pi? associazioni con uno o pi? valori, e vice versa.
I dati nella memoria 22 possono essere precaricati e/o possono essere determinati in funzione di analisi di progetti precedenti e/o in funzione di caratterizzazioni di ogni materiale.
Una o pi? forme di realizzazione pu? riferirsi a un prodotto informatico caricabile nella memoria di almeno un elaboratore, per esempio l?unit? di controllo 18, e comprendente porzioni di codice software configurate per svolgere i passi del procedimento secondo una o pi? forme di realizzazione come descritte nel seguito.
Secondo una o pi? forme di realizzazione, come illustrato nella figura 3, il procedimento comprende:
- 100, ricevere un progetto dell?oggetto, il primo progetto comprendente almeno una rappresentazione tridimensionale dell?oggetto o un disegno tecnico tridimensionale,
- 102, ricevere almeno un parametro di costruzione indicativo di una caratteristica fisica dell?oggetto da realizzare,
- 104, estrarre da una memoria 22 almeno un valore associato all?almeno un parametro di costruzione e/o associato alla rappresentazione tridimensionale dell?oggetto, dove il valore ? indicativo di un comando imponibile agli attuatori del dispositivo 1 di manifattura additiva,
- 106, modificare il progetto dell?oggetto in funzione di detto almeno un valore estratto,
- 108, generare un insieme di comandi, per esempio un file di stampa, in funzione del progetto modificato, e
- 110, pilotare gli attuatori 10 per mezzo dell?insieme di comandi, per esempio realizzare l?oggetto pilotando il piano di appoggio 16 e l?elemento di deposito 14.
Il progetto comprende dunque una rappresentazione tridimensionale, per esempio grafica, dell?oggetto o un disegno tecnico tridimensionale CAD (Computer Aided Drafting) in un formato elaborabile dal dispositivo 1. Il dispositivo 1 pu? ricevere un file comprendente il primo progetto con il disegno 3D dell?oggetto.
Il progetto pu? comprendere inoltre ulteriori caratteristiche associate alla realizzazione dell?oggetto, per esempio una posizione dell?oggetto all?interno della camera 12, orientamento dell?oggetto da depositare all?interno della camera 12, una definizione del riempimento e del verso di deposito dell?oggetto. Per esempio, se il progetto comprende una rappresentazione tridimensionale di un cubo, una caratteristica fisica del cubo pu? comprendere una direzione di stratificazione di materiale per realizzare l?oggetto (per esempio ogni strato pu? avere linee ad angolo retto rispetto a uno strato adiacente) oppure uno o pi? materiali di realizzazione dell?oggetto stesso.
Il primo progetto ricevuto pu? comprendere esclusivamente la rappresentazione tridimensionale. Le caratteristiche fisiche dell?oggetto possono essere calcolate e introdotte nel progetto durante lo svolgimento del procedimento in funzione dell?uno o pi? parametri di costruzione ricevuti. Secondo un aspetto, il procedimento pu? comprendere una o pi? fasi 112 di post processo o post lavorazione, per esempio a seguito della realizzazione o stampa dell?oggetto, per modificare l?oggetto realizzato e/o per rimuovere supporti. Esempi di post-lavorazione possono comprendere rimozione di materiale mediante rimozione meccanica, rimozione tramite solventi e/o applicazione di trattamenti superficiali oppure applicazione di boccole filettate e/o lavorazioni meccaniche tradizionali.
Secondo un aspetto, il dispositivo 1 pu? essere connesso a un elaboratore 2, per esempio un computer, comprendente un display 20. Un utente pu? introdurre nell?elaboratore 2 una pluralit? di parametri di costruzione, per esempio attraverso menu a tendina o sequenza di domande visualizzati sul display 20, e l?elaboratore 2 pu? trasmettere detti parametri di costruzione all?unit? di controllo 18 del dispositivo 1. Per esempio, il display 20 pu? visualizzare la rappresentazione tridimensionale dell?oggetto e l?utente pu? introdurre i parametri di costruzione sulla rappresentazione tridimensionale, dove applicabile. Per esempio, la forza applicabile all?oggetto pu? essere indicata sulla rappresentazione grafica.
Secondo un aspetto, il procedimento pu? comprendere una fase 114 di trasmettere al display 20 il progetto modificato, per esempio prima di generare 108 l?insieme di comandi, per visualizzare il progetto modificato. Secondo un aspetto, la fase di pilotare 110 gli attuatori 10 pu? comprendere muovere il piano di appoggio 16, per mezzo degli attuatori 10, in maniera tale da traslare lungo la terza direzione Z e/o ruotare il piano di appoggio 16 durante la realizzazione dell?oggetto.
Opzionalmente, gli attuatori 10 possono muovere il piano di appoggio 16 con un movimento oscillatorio. Per esempio, il movimento oscillatorio pu? essere intorno a un asse di rotazione parallelo alla seconda direzione Y, cio? l?oscillazione pu? portare a un?inclinazione del piano di appoggio 16 rispetto alla terza direzione Z verticale.
In aggiunta o in alternativa, gli attuatori 10 possono muovere il piano di appoggio 16 e mantenerlo statico in una posizione di lavoro diversa dalla posizione di riposo durante la realizzazione dell?oggetto.
Secondo un aspetto, la fase di pilotare 110 gli attuatori 10 pu? comprendere pilotare almeno l?elemento di deposito 14 di materiale e muovere il piano di appoggio 16, per mezzo degli attuatori 10, contemporaneamente durante la realizzazione dell?oggetto, preferibilmente ruotando il piano di appoggio 16. Secondo una o pi? forme di realizzazione, i parametri di costruzione possono essere indicativi di come l?oggetto viene realizzato, per esempio tramite stampa, e/o di come l?oggetto ? fatto una volta realizzato. I parametri di costruzione possono comprendere uno o pi? fra:
- una porzione dell?oggetto su cui ? imponibile una predeterminata forza (taglio, strappo, trazione, compressione, torsione etc.), per esempio se l?oggetto durante l?uso ? soggetto su un lato a una forza lungo una predeterminata direzione ed ? desiderabile una particolare resistenza del lato a quella forza,
- un peso dell?oggetto, per esempio un peso di un oggetto realizzato che rientra in un predeterminato intervallo,
- una finitura di almeno un lato dell?oggetto, per esempio un lato liscio o rugoso,
- una tolleranza dimensionale di almeno una porzione dell?oggetto, per esempio se esiste un foro nell?oggetto non estetico ma funzionale,
- una propriet? meccanica, elettrica, chimica e/o termica dell?oggetto, - un uso finale dell?oggetto, per esempio se l?oggetto ? da utilizzare in un settore che richiede caratteristiche realizzative precise, per esempio automotive, meccanica, aerospaziale, navale, automazione industriale, medicale, motorsport, moda, design etc.,
- una porzione dell?oggetto esponibile a condizioni atmosferiche predeterminate, per esempio sfavorevoli o estreme, per esempio calore o gelo estremo,
- una velocit? di generazione dell?oggetto finale, per esempio, in caso fosse desiderabile realizzare uno o una pluralit? di oggetti in serie, ? riducibile un tempo di realizzazione evitando per esempio uso di supporti solubili o altri tipi di post-lavorazione,
- se l?oggetto stampato ? sottoponibile a post-lavorazione, per esempio asportazione di materiale mediante macchine a controllo numerico cnc o manuali, quali trapano, macchine per verniciatura, sabbiatura etc.
Per esempio, in un uso nel settore navale, l?oggetto potrebbe essere soggetto ad agenti atmosferici quali erosione e/o salsedine; in uso nel settore automotive, ? desiderabile che l?oggetto sia resistente ad idrocarburi.
Secondo una o pi? forme di realizzazione, i valori memorizzati nella memoria 22 possono essere indicativi di uno o pi? fra:
- un verso di stratificazione di strati dell?oggetto durante il deposito di materiale, per esempio se depositare dall?esterno verso l?interno, se modificare un verso di deposito di materiale tra strati adiacenti, e/o
- una lunghezza di fili depositati, per esempio fili di materiale fuso e/o fili di rinforzo in fibra di vetro, carbonio, fibra aramidica (quale kevlar) o altro, e/o - un riempimento dell?oggetto e relativa geometria, per esempio come il materiale depositato si distribuisce su ogni strato dell?oggetto per minimizzare presenza di buchi o forme indesiderate nell?oggetto finito, e/o - una scelta di materiale per la realizzazione dell?oggetto, e/o
- una quantit? di materiale da usare durante la realizzazione, per esempio se uno spessore dei fili depositati in corrispondenza di lati esterni dell?oggetto devono essere pi? spessi rispetto a uno spessore dei fili depositati che compongono l?interno dell?oggetto; e/o
- una velocit? di movimento degli attuatori 10, e/o
- una velocit? di deposito di materiale, e/o
- una presenza di supporti durante la realizzazione dell?oggetto, e/o
- una temperatura del materiale di deposito, per esempio una temperatura alta pu? ottenere una maggiore saldatura tra strati adiacenti di materiale, una temperatura bassa pu? minimizzare colate di materiale.
Per esempio, nel caso in cui un primo oggetto O abbia un fine estetico e quindi ? desiderabile che un lato O1 abbia una finitura particolarmente liscia, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per estrarre, in funzione della finitura del lato O1 dell?oggetto, il verso di stratificazione adatto, in maniera tale che il lato O1 sia parallelo a una superficie 16A del piano di appoggio 16, come illustrato in figura 4. In questo modo, la crescita segue una curva del primo oggetto O, come illustrato dalla linea tratteggiata in figura, e ogni strato ? impilato lungo una direzione perpendicolare al piano di appoggio 16, per esempio lungo la terza direzione Z verticale. In alternativa, come illustrato in figura 5, se il lato O1 non ? parallelo alla superficie 16A del piano di appoggio 16, il verso di stratificazione pu? avvenire parallelamente alla superficie 16A, come illustrato dalla linea tratteggiata in figura 5, e il lato O1 potrebbe avere una stratificazione di materiale pi? visibile e di conseguenza meno liscia in corrispondenza della curva del primo oggetto O.
Per esempio, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per estrarre dalla memoria 22 valori indicativi dell?uso di uno o pi? supporti 16, configurati per supportare il materiale depositato durante la realizzazione dell?oggetto, per esempio in funzione di una geometria dell?oggetto contenuta nel primo progetto. Negli esempi di figura 4 e 5, si pu? osservare un supporto 24 utilizzato per realizzare il primo oggetto O di figura 5. Infatti, all?altezza della curva, il materiale depositato pu? appoggiarsi al supporto 24; in caso non ci fosse il supporto 24, la forma dell?oggetto O non sarebbe realizzabile attraverso questo tipo di stratificazione in quanto potrebbe causare un errore di realizzazione.
L?utilizzo di un supporto 24 pu? essere associato a una post-lavorazione dell?oggetto O; per questa ragione, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per estrarre valori indicativi di un utilizzo di supporti, per esempio l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per:
- se la post-lavorazione ? esclusa o non desiderabile, escludere la presenza di supporti 24,
- modificare il progetto introducendo uno o pi? supporti 24 e di quale materiale: se i materiali sono simili o uguali a un materiale dell?oggetto O, una rimozione ? pi? difficoltosa, tuttavia l?oggetto O ha una finitura migliore, al contrario un supporto 24 di un materiale differente ? di facile rimozione ma pu? portare a difetti in corrispondenza di una superficie di contatto tra il supporto 24 e l?oggetto O,
- modificare il progetto introducendo un supporto solubile: l?oggetto realizzato presenta una buona finitura, tuttavia ? necessario un lavaggio dopo la realizzazione per rimuovere i supporti 24, con conseguenti costi ulteriori e un tempo di realizzazione maggiore,
- se pi? materiali differenti sono utilizzati durante la stampa, modificare il progetto introducendo una o pi? torrette secondarie, per esempio torri di spurgo del materiale.
Per esempio, se la presenza di supporti 24 ? esclusa, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per ruotare il piano di appoggio 16. Vantaggiosamente, in questo modo, ? possibile realizzare forme dell?oggetto O senza supporto che convenzionalmente sarebbe stato possibile realizzare solo attraverso la presenza di un supporto.
L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per modificare il progetto introducendo dimensioni, posizione e inclinazione dell?uno o pi? supporti 24.
Per esempio, ? possibile valutare l?utilizzo di un brim o raft in funzione di un tipo di materiale scelto per la realizzazione dell?oggetto e/o in funzione di una geometria dell?oggetto da realizzare, per esempio per facilitare un?aderenza dell?oggetto O al piano di appoggio 16.
Per esempio, se una porzione dell?oggetto O ? soggetta a una predeterminata forza F come illustrato in figura 6 ? desiderabile che l?oggetto O resista alla forza F senza rompersi. L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per estrarre dalla memoria 22 il verso di stratificazione appropriato durante il deposito di materiale in funzione della forza F imponibile sulla porzione dell?oggetto. Per esempio:
- come illustrato in figura 6 porzioni a) e b), se il verso di stratificazione segue la curva dell?oggetto O, l?oggetto O sottoposto alla forza F pu? deformarsi,
- come illustrato in figura 6 porzioni c) e d), se il verso di stratificazione ? parallelo al piano di appoggio 16 come illustrato in figura 5, parti dell?oggetto O sottoposto alla forza F si staccano le una dalle altre e l?oggetto O si rompe, in quanto la forza F sarebbe applicata a una saldatura tra i diversi strati dell?oggetto O,
- come illustrato in figura 6 porzione e), se il verso di stratificazione ? perpendicolare in ogni punto a un lato O2 dell?oggetto O, l?oggetto O riesce a resistere alla forza F.
In quest?ultimo caso, il verso di stratificazione perpendicolare in ogni punto al lato O2, compresa una curva del lato O2, ? possibile grazie alla possibilit? di movimentare contemporaneamente l?elemento di deposito 14 e il piano di appoggio 16.
Per esempio, il peso dell?oggetto e/o la resistenza dell?oggetto a forze possono essere associati a un tempo di realizzazione e/o a una quantit? di materiale. Infatti, un oggetto O pi? leggero pu? essere stampato pi? velocemente con una quantit? di materiale ridotta, tuttavia l?oggetto realizzato sarebbe poco resistente. Al contrario, un oggetto pesante pu? necessitare di un maggior tempo di realizzazione e di una maggiore quantit? di materiale, tuttavia l?oggetto realizzato sarebbe pi? resistente.
Per esempio, una velocit? di stampa pu? essere inversamente proporzionale a una precisione nella realizzazione dell?oggetto O.
Per esempio, una quantit? di materiale da usare durante la realizzazione pu? influire su una resistenza, su una velocit? di realizzazione, su una tolleranza e/o su un rendimento estetico dell?oggetto O. Infatti, pi? una quantit? di materiale depositato ? alta, pi? uno strato di materiale ? spesso, pi? veloce ? la realizzazione e pi? resistente ? l?oggetto O. Tuttavia, un?alta quantit? di materiale pu? essere legata a una bassa tolleranza di parti dell?oggetto O rispetto a una geometria della rappresentazione grafica, ad un oggetto esteticamente meno curato e un utilizzo di supporti 24 pu? essere pi? difficoltoso in termini di gestione e rimozione degli stessi. Al contrario, pi? una quantit? di materiale ? bassa, pi? uno spessore degli strati ? basso, pi? aumenta un tempo di stampa, pi? ? preciso esteticamente, meno ? resistente. La presenza o meno di supporti pu? essere valutata in funzione dello spessore del materiale da depositare.
Per esempio, una temperatura di materiale di deposito pu? essere associata a una dimensione dell?oggetto da realizzare e/o a una resistenza dell?oggetto a una predeterminata forza F. Infatti, se un oggetto ? fine e/o di piccole dimensioni una temperatura pi? bassa pu? essere preferibile, se l?oggetto ? soggetto a una forza F una temperatura pi? alta pu? essere preferibile in quanto una stratificazione di materiale ha maggiore possibilit? di saldarsi.
Per esempio, la temperatura del materiale di deposito pu? essere associata a un uso di supporti 24, in quanto materiale depositato pi? caldo pu? essere pi? difficile da separare dal supporto, per esempio perch? si salda meglio su di esso, e/o pu? modificare la geometria dell?oggetto; al contrario, materiale depositato pi? freddo pu? essere pi? facile da separare dal supporto, per esempio perch? ? meno saldato su di esso, tuttavia l?oggetto realizzato potrebbe avere difetti nella saldatura di diversi strati e/o possono esibire una quantit? ridotta di materiale.
Per esempio, una tolleranza dimensionale pu? essere associata a un verso di stratificazione, infatti, se l?oggetto O ha un foro O3 con un fine funzionale e non estetico, pu? essere desiderabile una precisione elevata durante il deposito. Per questa ragione, si veda la figura 7, il foro O3 pu? essere depositato con un?apertura di ingresso parallela al piano di appoggio 16, cos? che una forma del foro venga realizzata depositando materiale (linea tratteggiata in figura 7) in maniera tale che segue la forma del foro. Al contrario, si veda la figura 8, se l?apertura del foro O3 ? perpendicolare al piano di appoggio 16, il foro pu? essere sostenuto attraverso uno o pi? supporti 24 per sostenere il foro O3, che pu? portare a difetti, e/o pu? presentare gradini in quanto il verso di deposito (linea tratteggiata in figura 8) non segue la forma del foro O3, che pu? diminuire la tolleranza del foro O3.
Secondo un aspetto, uno o pi? valori possono essere indicativi di una scelta di uno o pi? o materiali da utilizzare per la realizzazione dell?oggetto. Per esempio, il materiale pu? essere scelto in funzione dei supporti 24 e/o in funzione di un uso finale dell?oggetto O. Infatti, l?oggetto O pu? comprendere materiali differenti per dare prestazioni differenti; ad esempio, un oggetto O pu? imitare un comportamento rigido di un osso assieme a un comportamento flessibile di un legamento. In alternativa, un oggetto O pu? comprendere un materiale translucido con all?interno, incastonato, un materiale scuro oppure un oggetto O pu? essere una scarpa che presenta pi? materiali con diversi gradi di flessibilit?. I materiali possono essere plastici, plastici caricati, flessibili e/o comprendere un rinforzo di fibra continua di materiale ad esempio carbonio, kevlar o simili, che possono modificare le prestazioni meccaniche dell?oggetto.
In quest?ultimo caso, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per depositare un filo continuo di rinforzo, senza un?interruzione.
L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per introdurre rinforzi, per esempio fibre di carbonio, in maniera automatica in funzione dei parametri di costruzione oppure sotto richiesta di un utente.
Secondo una o pi? forme di realizzazione, l?utente pu? introdurre nell?elaboratore 2 anche una lista di parametri di costruzione, tale per cui elementi nella lista sono in ordine di priorit? decrescente, per dare un ordine di importanza alla definizione dei vincoli dell?oggetto. La lista di parametri di costruzione pu? essere indicativa di un?importanza di una particolare caratteristica nella realizzazione dell?oggetto e/o di quali vincoli di realizzazione sono pi? importanti di altri. Per esempio, se l?oggetto da realizzare ? un oggetto estetico, la lista di parametri comprende come primi elementi parametri di costruzione di tipo estetico, prima di elementi relativi a un comportamento meccanico.
L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per:
- 120, verificare se almeno uno tra l?insieme di comandi e/o il progetto ? compatibile con una realizzazione fisica dell?oggetto,
- 102 o 122, ricevere una lista di parametri di costruzione, tale per cui elementi nella lista sono in ordine di priorit? decrescente,
- se almeno uno tra l?insieme di comandi e/o il progetto non ? compatibile con la realizzazione fisica dell?oggetto, modificare, 106, il progetto in funzione di detto almeno un valore e di detta lista di parametri di costruzione.
L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per ricevere, 102, la lista di parametri contemporaneamente al progetto. In alternativa, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per ricevere, 122, la lista di parametri solo a seguito di una verifica se almeno uno tra l?insieme di comandi e/o il progetto non ? compatibile con una realizzazione fisica dell?oggetto.
La fase 106 di modificare il progetto pu? essere svolta in funzione dei valori estratti e della lista di parametri di costruzione. Secondo un aspetto, la fase 106 di modificare il progetto comprende, per ciascun valore estratto dalla memoria 22:
- 1060, calcolare una modifica al progetto in funzione del valore estratto, - 1062, valutare se la modifica al progetto calcolata ? incompatibile con il progetto,
- se ? compatibile, 1064, modificare il progetto,
- se non ? compatibile, 1066, verificare se l?incompatibilit? risulta da una modifica effettuata in funzione di un altro valore, diverso dal valore correntemente considerato, estratto dalla memoria 22 e se una priorit? del parametro di lavoro associato al valore corrente ? maggiore di una priorit? del parametro di lavoro associato all?altro valore,
- se la priorit? del parametro di lavoro associato al valore corrente ? maggiore, 1070, eliminare la modifica effettuata in funzione dell?altro valore estratto e 1064, modificare il primo progetto in funzione della modifica calcolata, e
- se la priorit? del parametro di lavoro associato al valore corrente ? minore, 1072 scartare detta modifica calcolata.
A seguito della fase 1064 di accettare la modifica o alla fase 1072 di scartare la modifica, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per verificare, 1074, se tutti i valori estratti dalla memoria 22 sono stati utilizzati nel calcolo delle modifiche al progetto. Se tutti i valori estratti sono stati considerati, il procedimento prosegue con la fase 114 di visualizzare il progetto e/o con la fase di generare 108 l?insieme di comandi.
Secondo una o pi? forme di realizzazione, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per:
- 114, ricevere dal sensore 19 un segnale indicativo di una realizzazione in corso dell?oggetto,
- 116, verificare se un difetto di realizzazione dell?oggetto ? presente in funzione del segnale ricevuto, e
- se detto difetto viene rilevato, 110, pilotare gli attuatori 10 in funzione del difetto.
Per esempio, il pilotaggio degli attuatori 10 pu? essere adattato in funzione del difetto rilevato, per esempio compensando il difetto, oppure il pilotaggio degli attuatori 10 pu? essere interrotto.
Secondo una o pi? forme di realizzazione, l?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per:
- 118, associare il difetto rilevato ad almeno un primo valore della memoria 22, il primo valore essendo un valore in funzione del quale una modifica del progetto ? stata effettuata durante la fase di modifica del progetto, e/o - 106, ricalcolare il progetto dell?oggetto anche in funzione del difetto rilevato.
Il sensore 19 permette di monitorare il deposito di materiale ed eventuali errori in fase di realizzazione o stampa. In questo modo, se durante la fase di stampa ci fosse un errore, si potrebbe associare quell?errore al progetto calcolato, ad esempio se sono stati sbagliati i supporti 24 o l?elemento 14 di deposito di materiale entra in collisione con il piano di appoggio 16, non si arriverebbe alla realizzazione definitiva del pezzo.
In aggiunta, un utente pu? fornire, per mezzo dell?elaboratore 2, un feedback all?unit? di controllo 18 relativo all?oggetto realizzato, per esempio se l?oggetto ha qualche errore visibile, se il componente si ? rotto nell?applicazione e dove. L?unit? di controllo 18 pu? essere configurata per associare il feedback a uno o pi? valori all?interno della memoria 22.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di realizzazione di un oggetto mediante un dispositivo (1) di manifattura additiva comprendente attuatori che cooperano per realizzare l?oggetto, il procedimento comprendente: - ricevere (100) un progetto dell?oggetto, il progetto comprendente almeno una rappresentazione tridimensionale dell?oggetto, - ricevere (102) almeno un parametro di costruzione indicativo di una caratteristica fisica dell?oggetto da realizzare, - estrarre (104) da una memoria (22) almeno un valore associato a detto almeno un parametro di costruzione e/o associato alla rappresentazione tridimensionale dell?oggetto, detto almeno un valore essendo indicativo di un comando imponibile agli attuatori del dispositivo di manifattura additiva, - modificare (106) il progetto dell?oggetto in funzione di detto almeno un valore estratto, - generare (108) un insieme di comandi in funzione di detto progetto, e - pilotare (110) detti attuatori (10) per mezzo di detto insieme di comandi.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente: - verificare (120) se almeno uno tra l?insieme di comandi e/o il progetto ? compatibile con una realizzazione fisica dell?oggetto, - ricevere (102, 122) una lista di parametri di costruzione, tale per cui elementi nella lista sono in ordine di priorit? decrescente, - se almeno uno tra l?insieme di comandi e/o il progetto non ? compatibile con la realizzazione fisica dell?oggetto, modificare (106) il progetto in funzione di detto almeno un valore e di detta lista di parametri di costruzione.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui la fase di modificare (106) il progetto comprende, (1072) per ciascun valore estratto dalla memoria (22): - calcolare (1060) una modifica al progetto in funzione di detto valore, - valutare (1062) se la modifica al progetto calcolata ? incompatibile con il progetto, - se ? compatibile, modificare (1064) il progetto, - se non ? compatibile, verificare (1066) se detta incompatibilit? risulta da una modifica effettuata in funzione di un altro valore estratto, - se l?incompatibilit? risulta da una modifica effettuata in funzione di detto altro valore estratto, verificare (1068) se una priorit? del parametro di lavoro associato a detto valore ? maggiore di una priorit? del parametro di lavoro associato a detto altro valore, - se la priorit? del parametro di lavoro associato a detto valore ? maggiore, eliminare (1070) la modifica effettuata in funzione di detto altro valore estratto e modificare (1064) il primo progetto in funzione della modifica calcolata, e - se la priorit? del parametro di lavoro associato a detto valore ? minore, scartare (1072) detta modifica calcolata.
- 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente: - ricevere (114) da un sensore (19) un segnale indicativo di una realizzazione in corso dell?oggetto, - verificare (116) se un difetto di realizzazione dell?oggetto ? presente in funzione del segnale ricevuto, e - se il difetto ? rilevato, pilotare (110) detti attuatori (10) in funzione di detto difetto rilevato.
- 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, comprendente: - associare (118) detto difetto rilevato ad almeno un primo valore della memoria (22), detto primo valore essendo un valore in funzione del quale una modifica del progetto ? stata effettuata (1064) durante la fase di modificare (106) il progetto, e/o - ricalcolare (106) il progetto dell?oggetto anche in funzione di detto difetto rilevato.
- 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di pilotare (110) detti attuatori (10) comprende muovere un piano di appoggio (16) per mezzo di detti attuatori (10), in maniera tale da traslare e/o ruotare il piano di appoggio (16) durante la realizzazione dell?oggetto, preferibilmente con un movimento oscillatorio.
- 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la fase di pilotare (110) detti attuatori (10) comprende pilotare almeno un elemento di deposito (14) di materiale e muovere il piano di appoggio (16), per mezzo di detti attuatori (10), contemporaneamente durante la realizzazione dell?oggetto, preferibilmente ruotando il piano di appoggio (16).
- 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente ricevere almeno un parametro di costruzione, fra cui: - una porzione dell?oggetto su cui ? imponibile una predeterminata forza, - un peso dell?oggetto, e/o - una finitura di almeno un lato dell?oggetto, e/o - una tolleranza dimensionale di almeno una porzione dell?oggetto, e/o - una propriet? meccanica, elettrica, chimica e/o termica dell?oggetto, e/o - un uso finale dell?oggetto, e/o - una porzione dell?oggetto configurato per essere esposto a condizioni atmosferiche predeterminate, e/o - una velocit? di generazione dell?oggetto finale, - se l?oggetto stampato ? sottoponibile a post-lavorazione.
- 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti valori memorizzati nella memoria sono indicativi di almeno uno fra: - un verso di stratificazione di strati dell?oggetto, e/o - una lunghezza di fili depositati, e/o - un riempimento dell?oggetto e relativa geometria, e/o - una scelta di materiale per la realizzazione dell?oggetto, e/o - una quantit? di materiale da usare durante la realizzazione dell?oggetto; e/o - una velocit? di movimento degli attuatori, e/o - una velocit? di deposito di materiale, e/o - una presenza di supporti durante la realizzazione dell?oggetto, e/o - una temperatura di materiale di deposito.
- 10. Dispositivo (1) di manifattura additiva per la realizzazione di un oggetto, comprendente: - almeno un elemento di deposito (14) di materiale, - un piano di appoggio (16), - una pluralit? di attuatori (10) configurati per pilotare detto almeno un elemento di deposito (14) e per muovere detto piano di appoggio (16), e - un?unit? di controllo (18) configurata per svolgere le fasi del procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, durante la realizzazione dell?oggetto, detto almeno un elemento di deposito (14) e detto piano di appoggio (16) sono pilotabili preferibilmente contemporaneamente dall?unit? di controllo (18).
- 11. Dispositivo (1) di manifattura additiva secondo la rivendicazione 10, comprendente almeno un sensore (19), preferibilmente un dispositivo di acquisizione immagini e/o un sensore di movimento, configurato per trasmettere all?unit? di controllo (18) un segnale indicativo della realizzazione in corso dell?oggetto, in cui l?unit? di controllo (18) ? configurata per rilevare un difetto nella realizzazione in corso in funzione di detto segnale ricevuto.
- 12. Prodotto informatico caricabile nella memoria di almeno un elaboratore e comprendente porzioni di codice software configurate per svolgere i passi del procedimento secondo le rivendicazioni da 1 a 9.
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