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Hardware
 

09/05/2016

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di Giancarlo Magnaghi

Una crescita in più direzioni

Da tempo è iniziato un processo evolutivo che estende il classico ‘stack’ software per la stampa 3D e la produzione additiva con altri moduli. Vediamo insieme i principali trend di sviluppo.

Il software per la stampa 3D ha iniziato da alcuni anni un processo di sviluppo volto a rendere sempre più semplici e potenti gli strumenti di modellazione e di controllo dei processi di stampa e di provisioning delle risorse. Infatti, nel momento in cui si passa dalla semplice gestione di una singola macchina al controllo di mini-fabbriche e alle smart factory automatizzate secondo i modelli Industry 4.0 e IoT/IoE, diventa sempre più importante la standardizzazione del software e la disponibilità di piattaforme in grado di gestire macchine con diverse tecnologie e di diversi produttori, utilizzabili anche da tecnici di produzione con una modesta cultura informatica. È inoltre importante individuare facilmente le risorse sempre più numerose reperibili in rete e confrontare caratteristiche e prezzi. È quindi iniziato da tempo un processo evolutivo che estende il classico ‘stack’ software composto dai modellatori CAD per realizzare il modello 3D dell’oggetto da produrre, dai software di slicing per ‘tagliare a fette’ il modello producendo le descrizioni de singoli strati che saranno realizzati dalla stampante 3D e, infine, dai software CAM per il controllo fisico della stampante, con altri moduli che consentono il collegamento in rete, l’integrazione con i sistemi di fabbrica, gli ERP e la supply chain, nonché la ricerca, la valutazione e il provisioning delle risorse disponibili in rete. 

Le novità più recenti
Per rispondere a queste esigenze,anche alcuni produttori di stampanti economiche stanno dotando le loro macchine di sensori, interfacceEthernet e web, webcam e App che consentono il monitoraggio remoto e la gestione in rete e in cloud. Per esempio, le stampanti a filamenti Sharebot 42 e Sharebot Q, recentemente annunciate, sono appunto dotate di interfacciaEthernet e web, webcam e App che permettono il controllo remoto delle code di stampa su diverse stampanti per ottimizzare il carico macchine.Nell’arena del software per la stampa 3D e la produzione additiva, in rapidissima espansione,si incontrano e si scontrano i pesi massimi dell’informatica come Autodesk, Dassault Systèmes, Microsoft, Sap e Siemens, con innovative startup e community di maker. Autodesk, con il suo progetto Spark, ha iniziato lo sviluppo di piattaforme universali, in grado di gestire varie stampanti, anche direttamente all’interno di Windows 10, per rendere la stampa 3D più accessibile agli utenti Windows, e rende disponibili le API di Spark alla comunità degli sviluppatoriMicrosoft per favorire la crescita dell’ecosistema della stampa 3D.Per facilitare la progettazione degli oggetti, Autodesk ha inoltre annunciato Autodesk Within, una gamma di soluzioni software di design generativo basato su un potente motore di ottimizzazione che partendo da parametri quali il peso e la resistenza desiderati,genera modelli ottimizzati basati su strutture reticolari a densità variabile, con prestazioni più elevate e più leggeri rispetto ai modelli tradizionali. Il design generativo migliora la qualità del progetto, l’efficienza e le prestazioni a tutti i livelli e permette l’ottimizzazione dei costi, dei materiali e delle tecniche di produzione. In futuro, le funzionalità di design generativo verranno integrate anche negli altri software di progettazione Autodesk.

La ridefinizione dei formati
Il formato STL (Standard Tessellation Language), che negli ultimi tre decenni è stato lo standard industriale per il trasferimento di informazioni tra i programmi di progettazione e le attrezzature di produzione additiva, contiene informazioni solo sulla geometria degli oggetti e non è quindi in grado di rappresentare colore, texture, materiale, struttura interna e altre proprietà dell’oggetto target da fabbricare. Oggi quindi rappresenta un ostacolo alla diffusione delle moderne stampanti 3D che consentono di utilizzare diversi materiali e diversi colori. Per ovviare a queste limitazioni, nel 2009 è stato definito il formato di file standard di interscambio AMF (Additive Manufacturing File Format - ISO/ASTM F52915-13) basato su XML, in grado di supportare geometrie multi-materiale a colori con materiali unificati, che però non ha avuto successo perché troppo complesso. Per superare questo ostacolo, Microsoft, a partire da Windows 8.1, ha definito il formato 3MF (3D Manufacturing Format), sempre basato su XML, che a differenza di STL supporta anche i colori e i materiali e risulta più semplice ed efficiente di AMF. Questo formato è stato ripreso dal 3MF Consortium (www.3mf.io) attualmente costituito da 13 grandi aziende - 3D Systems, Autodesk, Dassault Systèmes, FIT (service tedesco), General Electric, HP, Materialise, Microsoft, Shapeways, Siemens PLM, SLM Solutions, Stratasys e Ultimaker - grazie alle quali dovrebbe affermarsi come nuovo standard di scambio dei dati per la produzione additiva entro pochi anni. Attualmente è già supportato da diversi modellatori come Solid Works di Dassault e 3D builder, il modellatore 3D gratuito fornito da Microsoft con Windows 10. 

La gestione si fa in cloud
Parallelamente, sono nate diverse iniziative per portare in cloud la gestione dei sistemi di stampa 3D, garantendo con vari metodi la proprietà intellettuale dei modelli 3D. Il centro servizi internazionale Materialise ha realizzato, in collaborazione con la società belga Velleman, il sistema Vertex Builder: una piattaforma software in cloud in grado di gestire la maggioranza delle stampanti 3D, che si affianca ad altre iniziative come la piattaforma cloud 3Diax di Authentise (una startup dell’incubatore di imprese della Singularity University), la piattaforma 3DPrinterOS prodotta dall’omonima società e adottata da clienti come Ford, Cisco e Duke University, Formide di printr e Astroprint dell’omonima società, che permettono di collegare e controllare le stampanti in cloud. Grazie a queste piattaforme, è possibile gestire un gran numero di stampanti 3D, sia di fascia alta che di fascia bassa, realizzando fabbriche digitali in grado di produrre quantità elevate di prodotti con costi contenuti. In altre parole, anche nella stampa 3D si sta affermando il concetto di Right Sizing: affiancare a poche macchine grandi e costose, molte macchine piccole ed economiche per ottimizzare i costi di produzione. Motori di ricerca Si stanno inoltre sviluppando funzioni accessorie estremamente utili per trovare in Internet modelli 3D, hardware, software e materiali per la stampa 3D, come i portali Thingiverse e Shapeways, motori di ricerca specializzati come 3Dshap. es, Yobi3d, Yeggi, 3docean e Aipos3D. In particolare, il progetto Aipos3D, realizzato da una startup italiana che sta suscitando un notevole interesse a livello mondiale, funziona come i motori di ricerca tradizionali, indicizzando le pagine dei principali siti web da cui si possono scaricare i modelli 3D, e fornendo una preview agli utenti che effettuano la ricerca. Esistono anche motori di comparazione per confrontare caratteristiche e prezzi, come 3yourmind e 3Dprintler, un motore di ricerca progettato per collegare a società che offrono servizi di stampa 3D come Shapeways, Sculpteo, iMaterialise e service locali più economici o specializzati. I clienti che cercano i migliori prezzi e opzioni di stampa e possono scegliere tra quasi 300 materiali e confrontare prezzi, tempi di consegna, qualità e costi di spedizione.

 

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