Design E La Nuova Rivoluzione Industriale

Se non l'avessi sentito, c'è una nuova rivoluzione industriale che sta investendo il mondo. Questa rivoluzione, dicono i campioni di questo nuovo modo di fare, è il risultato di tre fattori che insieme cambiano la natura e l'economia della produzione.

Il primo è un software gratuito per la progettazione di oggetti 3D complessi; l'esempio più noto è Google Sketchup.

Il secondo è la stampa 3D in cui le macchine computerizzate trasformano i progetti virtuali in modelli fisici che puoi stimolare, accarezzare e spremere.

Infine, c'è il precipitoso calo del costo delle stampanti 3D e di altre tecniche di prototipazione rapida. Questo rende improvvisamente pratico e redditizio realizzare prodotti su richiesta anziché produrre in serie.

Ciò ha portato a un enorme aumento del numero di siti Web in cui è possibile acquistare articoli realizzati su richiesta, ad esempio articoli come i mattoncini Lego su misura. Effettui l'ordine tramite un sito Web, l'ordine viene inviato direttamente a una stampante 3D che realizza il mattone che ti viene inviato nel post successivo. Il designer, che non vede nemmeno il mattone, intasca semplicemente il profitto.

Almeno, è così che viene promossa questa rivoluzione. La realtà è che se vuoi realizzare qualcosa di più complesso di un mattone di plastica, ti imbatterai presto nei limiti dei processi di produzione rapida.

Questi processi si dividono in due categorie: additivo e sottrattivo. Le tecniche sottrattive come la lavorazione ad alta velocità sono veloci ma non possono creare determinate forme complesse. Le tecniche aggiuntive come la sinterizzazione laser della polvere metallica (un tipo di stampa 3D) non possono facilmente creare grandi oggetti solidi perché le sollecitazioni interne si accumulano nelle parti solide mentre si raffreddano, portando a distorsioni.

Questi problemi, o almeno quelli come questi, hanno turbato i produttori per secoli. Quindi non sorprende che minaccino di far deragliare la nuova rivoluzione industriale prima che abbia acquisito molto slancio.

Oggi, tuttavia, Olivier Kerbrat e compagni dell'Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes in Francia, affermano di aver escogitato un modo per affrontare questo problema.

La loro soluzione è un programma che analizza un progetto e calcola quanto sia difficile realizzarlo con una determinata tecnica di produzione. Tiene conto dei fattori che influenzano la producibilità, come la dimensione dell'oggetto, il suo volume, la flessibilità di un dato utensile da taglio e la distanza delle parti dell'oggetto dal centro della piattaforma di produzione (e quindi potrebbe essere necessario un supporto aggiuntivo) e così via.

Quindi codifica a colori l'oggetto virtuale in base alla sua difficoltà di fabbricazione (vedi immagine sopra). Il progettista può quindi apportare modifiche che migliorano le cose.

Questo è un nuovo modo di pensare alla produzione. In passato, i progettisti si concentravano semplicemente sull'idoneità di un prodotto per il suo scopo, sia esso una parte del motore o un mattone. Avrebbero avuto in mente una tecnica di produzione e avrebbero semplicemente dovuto accettarne vantaggi e svantaggi.

Ciò che Kerbrat e co rendono possibile è un nuovo modo di pensare in cui i produttori possono vedere quali parti di un prodotto sono più adatte ai diversi tipi di produzione. I progetti possono quindi essere modificati o addirittura scomposti in modo da realizzare parti diverse nel modo più conveniente. (Naturalmente, queste parti devono essere assemblate di nuovo in seguito e questo deve essere preso in considerazione.)

Ma il punto chiave è che i produttori possono utilizzare contemporaneamente processi di produzione sia additiva che sottrattiva.

Il cosiddetto design for manufacturing non è un'idea nuova, ma è sempre stata più un'arte nera che una forma di ingegneria. Integrando questo modo di pensare negli strumenti utilizzati nella progettazione assistita da computer standard, è possibile che Kerbrat e co lo rendano molto più semplice. Ciò dovrebbe ridurre i tempi di consegna, ridurre i costi e, probabilmente, migliorare la qualità.

Tutto ciò di cui abbiamo bisogno ora è che Google includa questa idea, o qualcosa di simile, in Sketchup. Gratuito.

Lunga vita alla rivoluzione!

Rif: arxiv.org/abs/1106.3176 : Un nuovo approccio DFM per combinare lavorazione meccanica e produzione additiva

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