STAMPARE 3D – DOMANDE E DUBBI

WORK IN PROGRESS -1

HO VALUTATO DI MODIDIFCARE, MAN MANO, I POST CHE SCRIVO, AGGIUNGENDO O SOTTRAENDO PARTI.

MI SONO CHIESTO COSA VORREBBE SAPERE, DA SUBITO, UN DOCENTE CHE HA LETTO QUALCOSA SULLE STAMPANTI 3D, MAGARI HA VISTO UN SERVIZIO PER UN TELEGIORNALE O PARLATO CON QUALCHE COLLEGA DI SCUOLA.

Ecco una prima serie di domande con risposta.

1- Stampanti 3D: come funzionano?

Prima delle stampanti 3d, l’unico modo per produrre era :

PRIMA DELLE STAMPANTI 3D
BREVEMENTE DESCRIVIAMO ora COME FUNZIONA UNA STAMPANTE 3D:

Le più diffuse basano il loro funzionamento sul processo di produzione additiva ovvero partendo da un oggetto disegnato tramite software e replicandolo nel mondo reale con l’ausilio di appositi materiali, La procedura prevede solitamente il posizionamento di uno strato sopra l’altro, procedendo per sezioni trasversali. Se la descrizione risulta difficile da capire, si pensi a quando si desidera costruire qualcosa con i mattoncini LEGO: inizialmente si posano i pezzi che compongono la base, poi si procede verso l’alto incastrandoli in modo da ottenere il profilo voluto.

Due procedimenti.

Il Primo detto per sinterizzazione laser selettiva ( SLS, “selective laser sintering”), ovvero scaldando degli appositi materiali, solitamente polveri metalliche o sostanze termoplastiche ( PLA e ABS ), per poi sistemarle nella posizione corretta.

Il secondo detto modellazione a deposizione fusa (oppure FDM, dall’inglese “fused deposition modeling”) impiegando un ugello riscaldato che alza la temperatura del materiale prima di depositarlo. In questo caso sono utilizzati dei filamenti plastici (in generale NELLE SCUOLE SI USA plastica PLA) o metallici, arrotolati su una sorta di matassa che viene progressivamente srotolata durante la stampa.

Questi duei metodi sono maggiormente impiegati nell’ambito delle stampanti 3D, di cui il secondo (FDM) nelle scuole in genere.

Ecco cosa intendiamo con stampante 3d e metodo FDM,  Qui vediamo tutti gli elementi.  La parte "rossa" è la testina calda che fonde la plastica

Ecco cosa intendiamo con stampante 3d e metodo FDM, Qui vediamo tutti gli elementi. La parte “rossa” è la testina calda che fonde la plastica. Queste stampanti sono soggette a continua evoluzione. Di recente, la miniaturizzazione delle componenti e la necessità di mantenere bassi i costi per facilitarne la distribuzione, hanno spinto verso una semplificazione dell’intero processo produttivo e quindi dei costi.

UNA SEMPLICE STAMPANTE 3D  - LOW COST

UNA SEMPLICE STAMPANTE 3D – LOW COST

L'OGGETO E' QUASI TERMINATO NELLA STAMPANTE 3D

L’OGGETO E’ QUASI TERMINATO NELLA STAMPANTE 3D

2-Le Stampanti 3D sono costose?
Le Stampanti 3D non sono costose, parliamo di un investimento che va da 700 a 3.000 euro. I prezzi sono in calo ogni anno. Un buon compromesso per iniziare e non essere quindi delusi dalla stampante è investire circa 1.500 €, ma ci sono altre che si collocano nella fascia di prezzo di 700/1.000 euro. La vera domanda è che cosa ci si perde, ovvero le opportunità perse se non mettiamo strumenti, come le stampanti 3D, di fronte ai nostri studenti?

STAMPANTE 3D - MEDIO COSTO

STAMPANTE 3D – MEDIO COSTO

3-Le Parti calde sono pericolose?
Gli ugelli di stampa per le stampanti 3D lavorano a circa 260 gradi Celsius per essere esatti. Questo è il motivo per cui di solito ci sono delle protezioni che circondano questa parte delle stampanti in modo che le dita non possono toccarle!

testina stamapnte
La piastra riscaldata su alcune stampanti è calda come acqua bollente, così se si vuole essere sicuri, nel toccare il pezzo lavorato o se si ha bisogno di intervenire per qualsiasi motivo ” dentro” la stampante, in fase di lavorazione, si devono indossano guanti.

piatto stampante
Naturalmente, chiunque abbia utilizzato una pistola per colla a caldo o un forno sa che
ci sono parti calde che dobbiamo evitare di toccare.

4- La fusione della plastica produce fumi nocivi?

Per capire se questa produce fumi nocivi (cattivi) dobbiamo conoscere la materia plastica principalmente usata nelle scuole: il PLA ( filo di PLA), di cui abbiamo fatto cenno prima, Partiamo da questa semplice considerazione : sia una pistola per la colla a caldo che le stampanti 3D emettono una piccola quantità di fumi dal fuso plastica. In pratica,ed è verificabile, di persona, questo non pone alcun problema, Quindi se si utilizza la stampante in un luogo areato o ampio, i fumi della stampante 3d non sono un problema.

Cos’è il PLA?
Il PLA è l’acido poliattico, un polimero derivato da piante come il mais, il grano o la barbabietola, ricche di zucchero naturale (destrosio).
Come viene prodotto il PLA?
Il destrosio è convertito in acido lattico attraverso un processo di fermentazione, e successivamente in polimeri versatili, che possono essere utilizzati per produrre resine simili alla plastica o fibre.
Perchè il PLA è un materiale amico dell’ambiente?
Perchè è prodotto da risorse naturali rinnovabili annualmente. Una volta utilizzati, i prodotti in PLA sono totalmente compostabili.
Perchè viene utilizzato proprio il mais?
Lo zucchero naturale è fondamentale nella produzione del PLA e il mais ne è attualmente la più abbondante risorsa al mondo.
Quanto mais occorre per produrre 1kg di PLA?
Per produrre 1kg di PLA vengono utilizzati circa 2,5kg di mais.
Il PLA è biodegradabile e compostabile?
Sì.
Qual è la differenza tra biodegradabile e compostabile?
I materiali biodegradabili si possono decomporre in parti molto piccole, grazie a un’attività biologica a ai mutamenti nella struttura chimica del materiale.
Invece, i materiali che esposti a determinate condizioni si decompongono totalmente, non lasciando nessun residuo visibile o tossico, sono definiti compostabili.
Un ramoscello di quercia, ad esempio, non è compostabile perchè si decompone troppo lentamente. In altre parole, il compostaggio è il processo completo di biodegradabilità.
In quanto tempo un bicchiere in PLA si decompone completamente?
Occorrono 6-8 settimane, all’interno di strutture industriali di compostaggio.
In condizioni di compostaggio ottimali, i prodotti in PLA si decompongono in 8-12 settimane.

ALCUNE CARATTERISTICHE DEL PLA: fonde ad una temperatura di (180-220°C). Presenta vantaggi spetto all’ABS ( vedi sotto ) c’è la possibilità di avere molti più colori ed una maggiore elasticità, che permette la creazione di oggetti come molle o simili.

DISCORSO A PARTE E’ SE AL POSTO DEL PLA SI USA IL FILO DI PLASTICA ABS in quanto il fumo di questi ha un odore acre e pungente

ABS, Acrilonitrile-butadiene-stirene un materiale termoplastico che può essere stampato sia ad iniezione che a estrusione. È più resistente del PLA, ma richiede una temperatura maggiore per l’estrusione e quindi della testina di stampa della stampante 3D (240-250°C). Queste caratteristiche lo rendono più appropriato del PLA per la realizzazione delle parti piccole dei prodotti. In generale, è appropriato per realizzare prodotti resistenti agli urti e all’usura. È il materiale con cui sono realizzati i blocchi del Lego

VEDIAMO ORA L’ASPETTO ODORI, IN QUANTO IN AMBIENTE SCOLASTICO LA COSA NON VA SOTTOVALUTATA

ABS – Stampare l’ABS dà spesso un notevole odore di plastica scaldata. Garantire la corretta ventilazione in piccole stanze, che l’ABS utilizzato sia puro e privo di contaminanti e riscaldato alla temperatura corretta in un estrusore affidabile può aiutare molto nel ridurre l’odore.

PLA – il PLA invece, essendo derivato dallo zucchero, emana un odore simile ad un olio da cucina semi-dolce. Anche se certamente non ricorda il profumo di pasti cucinati in casa, è considerato da molti un miglioramento rispetto all’odore di plastica scaldata soprattutto quando si stampa a casa.

A COMPLETAMENTO DI QUESTA DOMANDA PUBBLICHIAMO LE “specifiche” DI UN PRODUTTORE DI QUESTI DUE MATERIALI,

QUESTO PER CHI VUOLE APPROFONDIRE E AVERE RISPOSTE PER COSI DIRE “LABORATORIALI”, MA VALE SEMPRE IL FATTO CHE, MAGARI CI SI DOCUMENTA MOLTO QUANDO, IN REALTA’ OCCORRE VEDERE LA MACCHINA FUNZIONARE NEL REALE AMBIENTE E NEL TEMPO, SENZA TRALASCIARE LA QUALITA’ DEL MATERIALE USATO !

Alla fine di tutto quanto ecco una sintesi di dove e come si una il filamento ABS e PLA

ABS – La sua robustezza, la flessibilità, lavorabilità e una maggiore resistenza alla temperatura la rendono spesso una plastica preferita per gli ingegneri e le applicazioni professionali che richiedono caratteristiche meccaniche adeguate. L’odore della plastica calda scoraggia alcuni così come il fatto che si origini dal petrolio. Il requisito supplementare di un piano di stampa riscaldato comporta che ci possano essere alcuni problemi con di affidabilità con stampanti non dotate di questo accessorio.

PLA – La vasta gamma di colori e traslucenza disponibili e la sensazione lucida spesso attirano chi stampa per l’estetica o per piccoli usi domestici. Molti apprezzano le origini a base vegetale e ne preferiscono il profumo semi-dolce rispetto a quello dell’ABS. Se correttamente raffreddato il PLA può consentire maggiori velocità di stampa, strati di spessore inferiore e angoli stampati più nitidamente. Combinando questo con la bassa deformazione delle parti ne fa una plastica popolare per la stampa in casa, per hobbisti, e scuole.

5- I ragazzi si possono far male?
A differenza delle stampanti di carta che buttano fuori automaticamente le pagine, nelle stampanti 3D in genere il prodotto, per essere rimosso dalla superficie di stampa,, si devono usare le mani. Questo richiede una certa cura, e agli studenti occorre mostrare come gestire lo strumento di separazione dell’oggetto stampato. Gli studenti hanno anche la necessitò di indossare buoni guanti in pelle quando si vuole far loro lavorare, con strumenti affilati, il pezzo appena stampato,, per evitare tagli accidentali. Ad ogni modo norme di sicurezza devono essere stabilite dal docente e dalla scuola se i ragazzi lavorano, con le loro dita, il pezzo.

6- La stampa 3D toglie da attività “reale apprendimento” ?
Mentre la parte relativa alla progettazione del pezzo da stampare in 3D richiede tempo in aula, la stampa vera e propria può essere eseguita in background, e se necessario, durante la notte. Le conoscenze acquisite e i prodotti sviluppati e stampati per la stampa 3D possono essere collegati a molte aree curriculari e fornire un altro modo per coinvolgere gli studenti con il loro apprendimento.

7- I ragazzi possono fare pistole?
Anche se questo è tecnicamente vero, non lo è certo per le stampanti utilizzate nell’aula della scuola con il docente. In secondo luogo, i disegni di pistola che sono reperibili sono per giocattoli. Quindi nessun problema.

8- I ragazzi perdono tempo scaricando i progetti e stampandoli?
Abbiamo siti come Thingiverse e Youmagine che sono meravigliosi, con un sacco di cose interessanti da scaricare e stampare. Ma il valore reale è quello oltre questi siti
e consiste nel progettare da le parti da stampare. Questi siti sono un sicuro riferimento per prendere idee e progettare.

9- C’è il problema di violare i diritti d’autore?
Una delle grandi cose circa il Movimento Maker è che tutti possono condividere i loro disegni con tutti gli altri. A molti piace anche avere ed ottenere commenti e conoscere le variazioni da coloro che li utilizzano.
Basta controllare che il disegno che si desidera scaricare abbia le Creative Commons
licenze e le varie attribuzioni e restrizioni, come ad esempio un uso non-commerciale o
Share Alike. Quando gli studenti si mettono a costruire le proprie creazioni, il docente può decidere di metterle a disposizione di altri sotto Creative Commons (Vedere Creative Commons per ulteriori informazioni sulle licenze: www.creativecommons.org.

10- Quali comptenze vengono sviluppate con le stamapanti 3D?
La stampa 3D aiuta gli studenti a sviluppare il tipo di competenze legate alla progettazione che sono essenziali in genere nell’apprendimento. I ragazzi di tutte le età amano vedere qualcosa che hanno fatto, non importa quanto sia semplice.
I risultati finiti possono essere portati a casa e sono suscettibili di essere apprezzati per un lungo tempo anche dai genitori. C’è una generazione di bambini e ragazzi cresciuti in un mondo virtuale in cui gli oggetti sono indicati come display sugli schermi, non in forma tangibile. Gli oggetti fisici che gli studenti fanno a scuola possono di diventare preziosi ricordi per gli anni a venire e non gettati al macero come i i libri stampati.

11- Come posso usare gli oggetti che produco?
Le parti stampate 3D possono essere utilizzate in diversi progetti.
Un’area area di esplorazione, per esempio, per i ragazzi, è la robotica. Nel processo
di progettazione di un modello di robot gli studenti possono aver bisogno di ingranaggi e altre forme specializzate. Quindi le parti possono essere progettate e fatte su una stampante 3D. Questo approccio è completamente differente rispetto a quelli basati sui blocchi di Lego in cui tutto è pronto. Finito il robot e il progetto terminato, gli studenti lo possono anche portare a casa. Non male!

PEZZI COSTRUITI CON STAMPANTE 3D

PEZZI COSTRUITI CON STAMPANTE 3D

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