Cartone ondulato

Cartone ondulato

Il cartone ondulato è stato inventato e brevettato a metà dell’800, e il suo utilizzo è stato sostanzialmente quello dell’imballaggio. Nella sua forma più semplice è costituito da due superfici di carta piana dette copertine che racchiudono una carta ondulata e che si legano tra loro con l’utilizzo di collanti naturali. L’azione combinata delle copertine con l’onda interna conferisce rigidità e resistenza all’insieme e ne determina l’efficacia nel confezionamento e nel trasporto delle merci. In Italia sono prodotti ogni anno circa 6 miliardi di m² di cartone che si trasformano in circa 11 miliardi di scatole. Le caratteristiche del cartone ondulato sono strettamente legate alle caratteristiche delle singole carte che lo compongono. In questo senso possiamo distinguere le carte in due macro categorie: le carte da copertina e le carte per ondulazione.

E’ un materiale che si caratterizza per due fattori:

  • Leggerezza;
  • Resistenza alla compressione;

Un’altra caratteristica che merita di essere evidenziata è quella della “fonoassorbenza”.

Ci sono però altrettanti fattori che ne limitano fortemente l’impiego, in particolare:

  • Difficoltà a utilizzare il cartone ondulato in condizioni di umidità elevata o quando sia richiesta la “lavabilità” dei prodotti realizzati (esistono comunque in commercio cartoni ondulati resistenti a umido, i quali hanno subito trattamenti particolari che ne migliorano notevolmente le prestazioni);
  • Impossibilità di utilizzare il cartone ondulato per impieghi che richiedano particolari prestazioni di “reazioni al fuoco” (ad esempio arredi per edifici pubblici).

Per questo motivo non esistono in commercio prodotti realizzati con carte già “trattate”, e il trattamento fatto in seguito, sul prodotto finito, presenta particolari difficoltà, proprio per la struttura stessa del cartone ondulato. Inoltre, un eventuale trattamento con vernici speciali comprometterebbe una delle principali caratteristiche, vale a dire la riciclabilità del materiale.

A seconda del numero di onde si parla di:

  • ONDA SEMPLICE: 2 copertine e 1 onda;
  • DOPPIA ONDA: 2 copertine, 2 onde e un foglio teso frapposto tra le due onde;
  • TRIPLA ONDA: 2 copertine, 3 onde e due fogli tesi frapposti tra le tre onde.
  • Esiste anche l’onda nuda, un cartone nel quale manca la copertina esterna e in cui l’ondulazione rimane scoperta; solitamente questo tipo di cartone viene utilizzato nel settore cartotecnico, accoppiato con una carta patinata.

Le onde, inoltre, sono classificabili a seconda della loro altezza e quindi, a titolo esemplificativo, si possono avere onde alte, onde medie, onde basse e micro onde.

Ulteriore classificazione è quella delle copertine in base al tipo di carta utilizzata, con particolare riferimento alla composizione e alle caratteristiche meccaniche della stessa. Si possono avere quindi carte Kraft, Liner e Test.

Anche le carte per ondulazione sono classificabili a seconda delle caratteristiche meccaniche; sono identificabili carte semichimiche (S o SS) e Medium (M) o Fluting (F).

Si possono avere cartoni ondulati costituiti con carte prodotte sia da materiale riciclato sia con carte in fibra vergine. Il cartone può quindi essere costituito dallo 0% al 100% di materiale riciclato.

Carte per copertine

Kraft: carta prodotta utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di conifera; tipicamente  l’80%

Liner – Test: 100% di massa derivante da recupero con prestazioni differenziate.

Carte per ondulazione

Tipo S: carte prodotte utilizzando un’elevata percentuale di fibre vergini di latifoglie; tipicamente maggiore al 65%.

Uso semichimica Medium o Fluting: carte prodotte utilizzando il 100% di materiale derivante da recupero, con prestazioni differenziate.

Prove sul cartone ondulato

Suddivise per tipologia e per grammatura le carte che compongono il cartone, possiamo identificare e misurare le diverse caratteristiche del cartone ondulato per meglio rispondere alle diverse esigenze di impiego:

  • Grammatura del cartone: esprime il peso del cartone al metro quadrato; non sarà altro che la somma delle grammature delle copertine, più la grammatura delle onde (il peso al metro quadrato dovrà essere maggiorato secondo un coefficiente di ondulazione che varierà in base allo spessore ed al passo dell’onda) ed il peso dei collanti.
  • Spessore del cartone: misura la distanza in mm tra le due superfici esterne di un cartone ondulato.
  • Edge Compression Test (ECT): è una prova di compressione che si effettua su una striscia di cartone, volta a misura lo sforzo espresso in kN/m (nel sistema S.I.; si può ottenere comunemente anche il dato espresso in kg*cm) necessario per deformare la striscia stessa. Tale dato consente di confrontare i vari cartoni ondulati rispetto alla loro resistenza alla compressione ed è strettamente correlato con la resistenza all’impilamento degli imballi relativi.
  • Resistenza allo scoppio: misura la resistenza alla perforazione di una cartone ondulato. Si esprime in kPa nel sistema S.I. (o più comunemente in kg/cm²) ed è la misura della resistenza alla rottura di un cartone sottoposto ad una pressione in senso ortogonale alla sua superficie.
  • Box Compression Test (BCT): misura la resistenza di una scatola di cartone ondulato vuota alla compressione verticale, ovvero quanti chilogrammi può portare una scatola prima di schiacciarsi. Questo dato è fortemente correlato con quello di ECT del cartone che compone l’imballo.
  • Assorbimento d’acqua (COBB): misura in gr/m2 la quantità di acqua distillata che viene assorbita da un determinato cartone sottoposto ad una pressione di colonna d’acqua di 1 cm in un determinato intervallo temporale. Il dato che si ricava può essere utile sia per eventuali considerazione sulla stampa (dato che i colori nella stampa flexo sono a base acqua), sia nell’impiego del cartone in ambienti umidi (es. celle frigorifere o cantine).

Inconvenienti più diffusi nella fabbricazione del cartone ondulato

La fabbricazione del cartone ondulato è strettamente legata al livello tecnologico del macchinario impiegato nonché alla qualità della materia prima utilizzata (la carta in bobine) ma dipende anche dall’abilità e dall’addestramento degli addetti al funzionamento dell’ondulatore. Gli inconvenienti più comuni sono:

  • Cartone prodotto con onda schiacciata o inclinata;
  • Cartone non planare o incurvato;
  • Copertine non incollate o danneggiate;

Il cartone ondulato è riciclabile e biodegradabile al 100%. Il riutilizzo del cartone permette non solo un notevole risparmio economico ma garantisce anche il rispetto dell’ambiente riducendo notevolmente il volume dei rifiuti che giungono in discarica. In Italia circa l’80% della fibra impiegata per la produzione del cartone ondulato deriva da materiale di riciclo detto macero e solo il 20% della fibra impiegata è fibra vergine proveniente da foreste ma sempre gestite secondo criteri di sostenibilità ambientale dall’industria cartaria stessa. Con il riutilizzo le fibre di cellulosa tendono a perdere le prestazioni originarie pertanto il ricorso alla fibra vergine è comunque necessario per garantire lo standard prestazionale anche delle carte più povere. Occorre ricordare, inoltre, che il cartone per uso alimentare impiegato a contatto diretto con alimenti deve essere prodotto con carte di pura cellulosa e senza contenuti di macero come previsto dal Decreto Ministeriale del 21 marzo 1973 e successive modifiche (esempio tipico il cartone per le pizze).

Con l’introduzione delle nuove normative legate al settore imballaggi, il cartone ondulato si è confermato come un materiale ecologico e molto adatto per l’imballaggio. I collanti sono ormai tutti naturali derivati da amido di mais o fecola.

Trasformato in imballaggio finito, il cartone ondulato diventa un contenitore robusto, versatile, ideale per raggruppare, trasportare e proteggere i prodotti in esso contenuti. Il modello di scatola più comune e più utilizzato per le sue doti di economicità di produzione e versatilità nell’utilizzo è senza dubbio la scatola americana.

Fresatura (a cura di Renato Belluccia con integrazione di Marco Boccellato)

La fresatura è una lavorazione meccanica a freddo per asportazione di truciolo, da parte di un utensile che ruota attorno ad un proprio asse su un pezzo in moto di avanzamento. E’ una lavorazione in forme complesse di parti metalliche o altri materiali. Per poter realizzare il pezzo finito è necessario che questo possa essere inscritto nel pezzo di partenza da cui verrà asportato il sovrametallo.

La lavorazione viene effettuata mediante utensili e frese, montate su macchine utensili quali fresatrici o fresalesatrici.

La fresatura, a differenza di altre lavorazioni più semplici, richiede la rotazione dell’utensile e la traslazione del pezzo: i taglienti della fresa, ruotando, asportano metallo dal pezzo quando questo viene a trovarsi in interferenza con la fresa a causa della traslazione del banco su cui il pezzo è ancorato.

Le fresatrici devono essere in grado di spostarsi sulla superficie del pezzo, questo può essere fatto in due modi:

  • Spostando il banco di lavoro su due assi X e Y, ed eventualmente alzando la testa motorizzata lungo l’asse Z
  • Lasciando il banco fisso e spostando la testa motorizzata lungo i tre assi.

Il ciclo lavorativo prevede normalmente una prima fase di sgrossatura, in cui l’asportazione viene fatta nel modo più rapido e quindi più economico possibile, lasciando un sufficiente sovrametallo per la successiva fase di finitura in cui si asportano le ultime parti eccedenti per raggiungere le dimensioni previste ottenendo una superficie più liscia.

La finitura, che consiste in una asportazione limitata di metallo, consente di rispettare il progetto per quanto riguarda le tolleranze delle dimensioni e il grado di rugosità delle superfici.

Il pregio principale delle fresatrici è di avere pochissimi limiti di forme realizzabili nelle lavorazioni e di poter svolgere con un solo programma di lavoro diverse operazioni complesse comprendenti forature, rettifiche, alesature, tagli, arrotondamenti…

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Video che mostra una incisione con fresa

 

▼ Marco Boccellato

FRESATRICE

Nella sua forma più semplice una fresatrice non è altro che un motore su cui è fissato, tramite un mandrino, la fresa (un utensile dotato di bordi taglienti) che ruota sull’asse della punta stessa. Il principio è lo stesso del trapano, ma le frese sono progettate per svolgere l’azione di taglio sul lato dell’utensile invece che sulla punta, quindi erodendo il materiale invece che forandolo. Esistono macchinari diversi, detti fresalesatrici,  in grado di effettuare operazioni di alesatura grazie alla grande precisione nel controllo del movimento e alla stabilità della testa motorizzata. L’alesatura è una lavorazione meccanica per correggere lievemente l’assialità e il diametro dei fori.

Le fresatrici devono essere in grado di spostarsi sulla superficie del pezzo, questo può essere fatto in due modi:

-Spostando il banco di lavoro su due assi X e Y, ed eventualmente alzando la testa motorizzata lungo l’asse Z

-Lasciando il banco fisso e spostando la testa motorizzata lungo i tre assi.

Il primo sistema è il più utilizzato per macchine di piccole dimensioni, mentre per quelle maggiori a più di tre assi, comunemente dette centri di lavoro, si usa il secondo metodo.

Le fresatrici possono essere controllate manualmente o con sistemi computerizzati: in questo caso la macchina viene definita a controllo numerico computerizzato (CNC).

Fresatrice manuale

Le fresatrici CNC più moderne sono dotate di sistemi automatici per la sostituzione degli utensili, in grado di rendere interamente automatizzato il processo produttivo: questo permette partendo dal materiale grezzo di arrivare ad un pezzo finito anche senza intervento umano, rendendo le lavorazioni più veloci ed economiche.

Le fresatrici sono macchine strutturalmente molto solide, perché devono assorbire le notevoli vibrazioni generate dalla testa motorizzata senza permettere a questa di oscillare o scuotersi. Quando si procede a lavorazioni su materiali duri o con velocità molto elevate si utilizzano liquidi lubrificanti per ottimizzare il raffreddamento della punta e per ridurre gli sforzi. Il lubrificante ha anche la funzione di trattenere le polveri e i trucioli per farli defluire in modo controllato, evitando che aumentino il consumo delle frese o ne intacchino il filo tagliente.

Liquido lubrificante

FRESE

Le frese per l’utilizzo su centri di lavoro sono standardizzate, lo sono anche quelle per le fresatrici tradizionali, anche se in misura minore.

Le fresatrici possono montare punte che comprendono il gambo d’attacco al mandrino e le lame su un unico pezzo.

I tipi più comuni di frese sono: fresa cilindrica, fresa troncoconica, fresa sferica (usate per lavori di finitura, le frese a testa sferica servono ad eliminare i “gradini” dei passaggi delle frese di grosse dimensioni usate nella sgrossatura), frese di forme particolari.

Frese

LEXAN – PIEGATURA A FREDDO

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DESCRIZIONE E CARATTERISTICHE TECNICHE

Tutte le lastre trasparenti Lexan sono estruse dalla resina di policarbonato Lexan. La lastra Lexan ® 9030 è di grado standard, senza trattamento superficiale per la protezione UV e la resistenza Mar. Come tutti i gradi di lastre Lexan, essa combina l’elevata resistenza all’urto e alla temperatura con la trasparenza. Può essere facilmente tagliata, segata, forata, fresata e piegata usando normali attrezzature d’officina senza rischio di incrinature o rotture e quindi è particolarmente adatta per realizzare un’ampia gamma di applicazioni interne. La lastra Lexan 9030 può essere facilmente formata a caldo per realizzare parti complesse, conservando le eccellenti caratteristiche necessarie per applicazioni critiche, come attrezzature stradali resistenti agli atti di vandalismo. La lastra Lexan 9030 può essere decorata usando un’ampia gamma di tecniche moderne come la verniciatura e la serigrafia.

DISPONIBILITA’ DEL PRODOTTO

La lastra Lexan 9030 viene fornita conformemente alle seguenti specifiche standard: Spessore lastra in mm Larghezza in mm Lunghezza in mm 0.75-2.00 625-1250 1250-2050 2.00-12.00 1250-2050 2050-6050 Presentazione: entrambi i lati lucidi Colore: standard trasparente codice 112, bianco opale codice 82103 Fornita con mascheratura protettiva su entrambi i lati.

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CURVATURA A FREDDO

La curvatura a freddo della lastra Lexan 9030 è consentita per forme con un raggio pari a 100 volte lo spessore della lastra o maggiore. Spessore della lastra Raggio minimo consentito

2 mm 200 mm

3 mm 300 mm

4 mm 400 mm

5 mm 500 mm

6 mm 600 mm

8 mm 800 mm

Piegatura lineare a freddo La piegatura lineare a freddo della lastra Lexan 9030 come un metallo è possibile rispettando le seguenti indicazioni: • Usare apparecchi di piegatura idraulici • Lasciare la mascheratura protettiva durante il processo di piegatura • Angolo massimo 45 gradi con spessore della lastra ≥ 8 mm • Angolo massimo 90 gradi con spessore della lastra < 8 mm • Usare una lama di piegatura a spigolo vivo • L’operazione di piegatura dovrebbe essere eseguita rapidamente • Si deve applicare un eccesso di piegatura per ottenere l’angolo richiesto dopo il rilassamento • Bordo della lastra Lexan 9030 liscio e senza intagli per evitare incrinature laterali.

cemento fotocatalitico

310_img4 asfaltoEcorivestimento è una malta foto catalitica a base di biossido di titanio, in grado di abbattere i livelli di inquinamento atmosferico. Il biossido di titanio, infatti, ha la capacità, in presenza di luce sia naturale che artificiale, di ossidare sostanze organiche e inorganiche scomponendole per poi trasformarle in nitrati e carbonati. L’asfalto mangia smog fu brevettato nel 1996 e inventato da Luigi Cassar, direttore centrale del settore ricerca e sviluppo di Italcementi, dopo anni di studio. A dare la conferma delle incredibili capacità del rivestimento, è Ivo Allegrini, direttore dell’Istituto Inquinamento Atmosferico del Cnr di Roma, che ha dichiarato che la malta fotocatalitizzatrice, stesa su mezzo km di strada a Segrate, ha fatto svanire il 60% degli ossidi di azoto presenti nell’atmosfera. Essendo provata e significativa la capacità di Ecorivestimento di depurare l’aria, sarebbe davvero interessante pensare di poterlo applicare alle strade delle nostre città. Riusciremmo in questo modo a rientrare nei limiti sugli inquinanti nell’aria previsti dalla normativa europea.

Un chilometro quadro del prezioso asfalto mangia smog, infatti, attraverso un processo di fotosintesi, riesce ad assorbire ogni anno una quantità di ossido di azoto pari a ben 30 mila tonnellate! Per comprendere l’importanza di tale valore, basti pensare che ogni auto emette circa 0,4 grammi di ossido di azoto per chilometro quadro e che quindi un kmq di Ecorivestimento consente l’eliminazione dei gas di scarico prodotti da 7500 auto.

Per chi si sta già chiedendo se l’innovativo composto è efficace solo con l’ossido di azoto, la risposta è no! Ecorivestimento, con il suo biossido di titano, è capace di rendere innocue anche sostanze come l’anidride solforosa, l’ossido di carbonio, la formaldeide ecc perché ne scinde le molecole trasformandole in composti non dannosi per l’uomo e l’ambiente.

Date le incredibili potenzialità del prodotto, l’assessore al Bilancio del comune di Segrate, Giuseppe Coari, promotore dell’iniziativa, ha annunciato che sarà avviato il rivestimento di altre strade comunali, scelte tra le più trafficate. E dopo gli ottimi risultati conseguiti all’aria aperta, sono stati verniciati con la malta fotocatalizzatrice anche due appartamenti. Ma Ecorivestimento può essere applicato anche su marciapiedi, gallerie, facciate di edifici pubblici e privati ecc.. Il suo costo è di circa 25 euro a metro quadrato per strade e marciapiedi, e scende tra i 15 e i 20 per la verniciatura di appartamenti.

Ecorivestimento mangiasmog è il marchio registrato da Global Engineering che comprende i premiscelati cementizi prodotti con tecnologia PPS®.

La loro principale applicazione si sviluppa nel settore delle pavimentazioni. In base al grado di resistenza che si intende ottenere, ed in funzione del carico specifico, vengono proposte diverse soluzioni:

1. Pavimentazione per marciapiedi, parcheggi, piste ciclabili o zone a basso traffico: ECORIVESTIMENTO PAVIMENTAZIONE 2MM, la pavimentazione fotocatalitica (2 mm di spessore di prodotto) a base cementizia da dare sulla pavimentazione esistente, anche su base bituminosa. Disponibile in diverse colorazioni.

2. Pavimentazione per strade a traffico intenso: ECORIVESTIMENTO PAVIMENTAZIONE FOTOFLUID®, La pavimentazione fotocatalitica adatta per traffico intenso e pesante. Rispetto alla pavimentazione tradizionale, FOTOFLUID ha una struttura che aumenta l’aderenza delle gomme in frenata (azione antiscivolo), un’ottima stabilità strutturale d’insieme e una maggiore resistenza alle deformazioni plastiche. È un prodotto premiscelato che, una volta diluito, viene colato sotto forma di malta fluida su un supporto in conglomerato bituminoso aperto, ottenendo un’unica soluzione di pavimentazione particolarmente resistente ed elastica. Ha una durata stimata di almeno 10 anni e presenta un’aderenza superiore all’asfalto. Brevettato a livello internazionale da Global Engineering, è disponibile in diverse colorazioni e grazie al suo alto grado di riflessione (> 20%) riduce la necessità di energia luminosa in galleria e in ambiente urbano.

3. Trattamento per pavimentazioni in calcestruzzo: ECOSPOLVERO, al quarzo per addittivare pavimentazioni cementizie in fase di maturazione. Adatto a pavimentazioni industriali, interni e parcheggi, è caratterizzato da un’ottima resistenza e da una notevole durata.

Ecorivestimento Intonaco Fotocatalitico: intonaco a base cementizia per applicazioni verticali. Ad alta traspirabilità e lavorabilità, è dotato di elevata conservazione del grado colorimetrico e contiene in massa un fotocatalizzatore in grado di ossidare, in presenza di luce e aria, le sostanze inquinanti presenti nell’ambiente. Come tutti gli altri prodotti Global Engineering, è dotato di proprietà autopulenti, antinquinanti e antibatteriche.

cemento luminoso

Cemento luminoso

Il cemento luminoso è un materiale massivo, che si smaterializza lasciandosi attraversare dalla luce, sia diurna che artificiale, in tutte le ore del giorno, suggerendo un senso di leggerezza ed assicurando uno scenario suggestivo di luci e ombre di cui lo stesso materiale diviene protagonista. Di vecchia data è la diatriba costruttiva altalenante tra la scelta di realizzare una struttura di massa con tecniche murarie che andavano dalla pietra al cemento armato, oppure strutture assemblate a secco secondo sistemi a telaio in acciaio o legno. Ad oggi, ci è fornita la possibilità di pensare a una tipologia mediana tra l’una e l’altra scelta, quindi è possibile considerare una terza scelta, non terza in quanto ultima, bensì in quanto conciliatrice di due tipologie ormai maestre delle tecniche costruttive di cui l’uomo si è servito nel tempo: il cemento luminoso.

POTENZIALITA’ E IMPIEGHI DEL MATERIALE:

Il cemento trasparente e luminoso è vincitore del Red Dot Awards nel 2005 e del Best Use of Innovative Technology nel 2006. Il materiale è costituito da “mattoni” di cemento additivato da speciali resine plastiche che consentono alla luce di filtrare ed attraversare il materiale solido. Di giorno, la luce solare filtra attraverso la materia ed illumina l’interno dell’edificio realizzato in blocchi del suddetto materiale, in un modo completamente nuovo, lasciando intravedere l’alternanza delle ore della giornata ed il succedersi delle stagioni, con la loro inclinazione solare differente; di notte la luce artificiale dell’interno dell’edificio, ripropone all’esterno la sagoma della struttura interna dello stesso.

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Il cemento luminoso, così utilizzato, connota l’intero volume, crea un dialogo tra interno ed esterno, come se l’involucro dell’edificio fosse solo un sottile diaframma posto tra l’immensità del mondo esterno e l’intimità interna, creando degli effetti visivi speciali. Con l’impiego di questo materiale i muri prevalenti per massa, diventano delle grandi finestre che si lasciano oltrepassare dalla luce, nonché i pavimenti realizzati con questi speciali blocchi additivati da resine, si trasformano in tappeti luminosi poco dissimili da prestigiose passerelle di moda.

BIOCOMPATIBILITA’ E RISPARMIO ENERGETICO:

Elemento enfatizzante il fascino del nuovo materiale è di certo la luce naturale, la quale fa in modo che ciascun ambiente racchiuso tra mattoni in cemento luminoso, diventi più confortevole ed illuminato naturalmente, a costo zero in quanto calano i consumi di energia elettrica per via dello sfruttamento di luce naturale, aspetto cui si aggiunge la intrinseca coibentazione del materiale in questione, che ha delle buone capacità di isolamento termico.

LA PRIMA REALIZZAZIONE AL MONDO IN CEMENTO LUMINOSO:

Gianpaolo Imbrigli ha progettato il Padiglione Italiano per l’Expo di Shanghai, prima realizzazione al mondo che prevede l’impiego del materiale intelligente così tanto descritto. Questa scelta, oltre a far valere e prevalere la nostra Nazione all’estero, ben si è prestata alla richiesta di realizzare un padiglione smontabile, le cui parti sarebbero poi potute essere reimpiegate in nuove realizzazioni, aspetto questo che amplifica la durata del materiale nel tempo, secondo sembianze sempre differenti, comportando un significativo risparmio in termini economici.

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cemento romano

In edilizia con il termine cemento, o più propriamente cemento idraulico, si intende una varietà di materiali da costruzione, noti come leganti idraulici, che miscelati con acqua sviluppano proprietà adesive (proprietà idrauliche).

La pasta cementizia o boiacca, cemento più acqua, viene impiegata come legante in miscela con materiali inerti come sabbia, ghiaia o pietrisco.

  • nel caso in cui la pasta di cemento si misceli con un aggregato fino (sabbia) si ha la malta di cemento;
  • nel caso in cui alla pasta di cemento si uniscano aggregati di diverse dimensioni (sabbia, ghiaietto e ghiaia), secondo una determinata curva granulometrica, si ottiene il calcestruzzo;
  • nel caso in cui il calcestruzzo venga accoppiato con un’armatura costituita da tondini di acciaio, opportunamente posizionati, si ha il calcestruzzo armato (indicato erroneamente con il nome di cemento armato). Con la normativa del 1971 prende il nome di conglomerato cementizio armato.

L’Italia è il primo produttore in Europa (la seconda è la Spagna), e tredicesima nel mondo: si stima che nel 2009 si siano prodotte 36 milioni di tonnellate di cemento, pari a circa 601 kg per abitante. La produzione mondiale, sempre nel 2008, è stata di 2,83 miliardi di tonnellate, ossia circa 450 kg pro capite.

L’antico cemento romano è ben diverso e molto più ecocompatibile, nonché di gran lunga più duraturo di quello contemporaneo.

I segreti chimici del cemento di un molo romano, che ha trascorso gli ultimi 2.000 anni sommerso nel Mar Mediterraneo, sono stati scoperti da un team internazionale di ricercatori.

L’analisi dei campioni ha spiegato perché il miglior cemento romano era superiore al più moderno calcestruzzo in termini di durata, perché la sua produzione era meno dannosa per l’ambiente, e di come questi miglioramenti potrebbero essere adottati nel mondo moderno.

“Non è che il calcestruzzo moderno non sia buono – è così buono che ne utilizziamo 19 miliardi di tonnellate di un anno”, dice Paulo Monteiro del Lawrence Berkeley National Laboratory. “Il problema è che la produzione di cemento “Portland” conta per il 7% del diossido di carbonio che l’industria diffonde nell’aria”.

“A metà del XX secolo, le strutture in calcestruzzo erano progettate per durare 50 anni, e molte di loro sono limitate nel tempo”, dice Monteiro. “Ora progettiamo edifici per durare da 100 a 120 anni”.

Eppure le installazioni portuali romane sono sopravvissute 2.000 anni a onde e attacchi chimici.

Il segreto?

Per produrre il moderno cemento Portland è necessario riscaldare una miscela di calcare e argille a 1.450 gradi Celsius. I Romani, invece, ottenevano calce viva bruciando pietra calcarea a 900˚ C o meno, il che richiede molta meno energia del Portland. Una volta “spenta” con l’acqua, la mescolavano con la cenere vulcanica (pozzolana): la malta che ne risultava veniva ancora mescolata col tufo vulcanico e poi posta in forme di legno. L’acqua di mare immediatamente innescava una reazione chimica a caldo. La calce veniva idratata – incorporando molecole di acqua nella sua struttura – e reagiva con la cenere per cementare l’intera miscela insieme.

A differenza del Portland, il campione esaminato, proveniente dal porto di Baia, nel Golfo di Napoli, conteneva alluminio e meno silicio. E la composizione calcio-alluminio-silicato-idrato è un legante eccezionalmente stabile.

Le descrizioni della cenere vulcanica sono sopravvissute dai tempi antichi. Già Vitruvio e più tardi Plinio il Vecchio scrissero che il miglior cemento marittimo era fatto con la cenere dalle regioni vulcaniche del golfo di Napoli, in particolare dai siti nei pressi dell’odierna Pozzuoli.

Schiuma Metallica

Una schiuma metallica è una struttura cellulare costituita da un metallo solido

– spesso alluminio – cui buona parte del volume è costituita da pori d’aria.

Si tratta quindi di un materiale metallico di nuova concezione,che viene espanso a forma di spugna, successivamente alla fusione di lingotti di alluminio con ingredienti chimici di vario genere, presentando una struttura interna costituita da una moltitudine di celle cave.

I materiali porosi si contraddistinguono per la leggerezza, per un migliore assorbimento dell’energia e una minore conduttività rispetto ai materiali metallici di origine.

 In particolare, le schiume di alluminio sono destinate a una vasta gamma di applicazioni grazie alle loro ottime caratteristiche fonoassorbenti, alla permeabilità ai liquidi, dell’aria, ecc.

La schiuma di alluminio trova impiego nell’industria aerospaziale e negli ambiti che richiedono stabilità termica a temperature superiori a 200°C.

Inoltre, la schiuma è generalmente riciclabile nel suo materiale di base e pertanto, compatibili con l’ambiente.

Si possono ottenere due tipi di schiume: una a celle aperte e una a celle chiuse.

 

Schiume a celle aperte

Le schiume metalliche a cella aperte ha una grande varietà di applicazioni, tra cui scambiatori di calore, l’assorbimento di energia, la diffusione dei fluidi e l’ottica leggera. A causa dell’elevato costo, queste schiume sono utilizzate nelle tecnologie avanzate aerospaziali e la produzione industriale.

Le schiume a celle aperte di piccolissime dimensioni (tanto da non essere visibili a occhio nudo) sono utilizzate come filtri nell’industria chimica alle alte temperature.

Schiume a celle chiuse

Il primo brevetto rilasciato per una spugna metallica è stato quello di Sosnik nel 1948 che applicò vapore di mercurio per soffiare alluminio liquido.

Le schiume metalliche a celle chiuse sono stati sviluppate a partire dal 1956 da John C. Elliott ai Bjorksten Research Laboratories. Sebbene i primi prototipi fossero disponibili già negli anni ’50, la produzione commerciale è iniziata solo negli anni ’90 grazie alla società di Shinko Wire in Giappone.

Le schiume metalliche sono comunemente realizzate iniettando una miscela di gas o di un agente schiumogeno (spesso TIH2) in metallo fuso. Al fine di stabilizzare le bolle di metallo fuso, è necessario utilizzare uno schiumogeno per alte temperature.

La dimensione dei pori – o la ‘dimensione delle celle’ – varia di solito da 1 a 8 mm.

Le schiume metalliche a celle chiuse sono utilizzate principalmente come materiale impatto-assorbenti, in modo simile alle schiume polimeriche dei caschi, ma per impatti più violenti. A differenza di molte schiume polimeriche, le schiume metalliche rimangono deformate dopo l’impatto e possono dunque essere utilizzate una volta sola. Sono leggere (in genere 10-25% della densità del metallo di cui sono composti, che è solitamente alluminio) e rigide, e sono spesso proposte come un materiale leggero strutturale. Tuttavia, essi non sono ancora stati ampiamente utilizzati per questo scopo.

Le schiume a celle chiuse mantengono la resistenza al fuoco e la riciclabilità delle altre schiume metalliche, ma hanno in più la capacità di galleggiare in acqua.

Caratteristiche principali delle schiume di alluminio:

Leggerezza

Assorbimento acustico

Non infiammabile

Ecocompatibile

Assorbimento degli urti schermatura EMP

Celle Chiuse

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Celle Aperte

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CORIAN (aggiunte di Francesca Poerio)

Cos’è il Corian?

Il Corian è un materiale inventato e prodotto dalla DuPont dal 1967. L’importanza del Corian sta nel fatto che ha rivoluzionato il settore industriale della produzione dei piani cucina e piani bagno, rappresentando il primo prodotto con gli stessi pregi dei piani in pietra senza i difetti dei piani in truciolare o materiale sintetico o semisintetico e con il vantaggio della possibilità di essere prodotto in qualsiasi forma ed essere lavorabile al tornio come il legno. Si tratta di un materiale composito formato da 2/3 di idrossido di alluminio (triidrato) e 1/3 di resina acrilica(polimetilmetacrilato) con aggiunta eventuale di pigmenti colorati. L’idrossido di alluminio è il prodotto dell’idratazione dell’ossido di alluminio;a temperatura ambiente si presenta come un solido bianco inodore poco solubile in acqua. È un idrossido anfotero, come quello del Gallio(Ga) e in qualche modo simile per comportamento anche a quello del Berillio(Be). In ambiente fortemente acido, si forma Al(OH)2+, mentre in ambiente basico si forma Al(OH)4-, acido ortoalluminico, cristallizzabile, i cui sali (e quelli di composti simili come AlO2-) sono chiamati alluminati. Le resine acriliche sono ottenute dalla polimerizzazione di monomeri acrilici, principalmente acido acrilico ed esteri acrilici o metacrilici. La miscela di comonomeri viene ottimizzata per ottenere copolimeri con caratteristiche particolari, come resistenza alla fiamma, elasticità, reticolabilità, comportamento antistatico etc. Le applicazioni più utilizzate comprendono pitture per edilizia, rivestimento di metalli, adesivi e sigillanti, rivestimento della carta, di tessuti e del cuoio o anche in campo dentale come materiale estetico per la costruzioni di protesi. I suoi utilizzi Il Corian è un composito avanzato per superfici da arredamento e architettura che offre prestazioni elevate e grande versatilità progettuale, utilizzabile per applicazioni in ambienti residenziali e commerciali, dagli hotel agli ospedali, dai negozi agli yacht, dalla ristorazione agli aeroporti. È quindi un materiale sintetico, nato dall’immaginazione dell’uomo, dalla ricerca di nuove soluzioni e dalla riflessione sulle richieste che provengono dal mondo del design. Per massimizzare i vantaggi di Corian in un mondo in cui gli ambienti, le mode e i sistemi di comunicazione sono in continua evoluzione, l’invito rivolto a designer e architetti è di trasformare questo materiale dalle possibilità illimitate in oggetti in cui la forma si sposi alla funzionalità. Il Corian può essere intagliato, fresato o lavorato come il legno, modellato, termoformato o intarsiato. Perfettamente uniforme, senza giunture visibili, il Corian può essere anche impiegato nella creazione di elementi architettonici di grandi dimensioni. Il Corian si integra bene con altri materiali come piastrelle, acciaio, legno, granito e vetro.

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Caratteristiche 

Il Corian viene prodotto nel rispetto di norme severe per limitare gli scarti e il consumo di energia in ogni fase del processo produttivo. Il materiale, gli adesivi e i sigillanti utilizzati per l’installazione producono basse emissioni di composti organici volatili (VOC) e hanno ottenuto la certificazione GREEN GUARD Indoor Air Quality Certified®. E’ un materiale inerte e atossico. Esposto a temperature normali, non rilascia gas. Quando brucia, rilascia solo ossidi di carbonio, mentre il fumo che produce ha una densità ottica limitata e non contiene gas alogenati tossici.  Grazie a queste caratteristiche, viene utilizzato in luoghi pubblici e per applicazioni complesse come i banchi dei check-in negli aeroporti, le pareti e i piani di lavoro di ospedali e alberghi. Straordinariamente facile da pulire e mantenere in buone condizioni e messo in opera in modo da ottenere superfici funzionalmente continue con giunzioni impercettibili, Corian evita la crescita di muffe e batteri e riduce il rischio di infezioni crociate e malattie nosocomiali. Può essere facilmente modellato e consente di realizzare prodotti dal design ergonomico, compatibili ad esempio con l’utilizzo delle sedie a rotelle.  Infine, con la sua gamma di colori Corian permette di realizzare ambienti studiati per migliorare il comfort e l’agio tanto del personale medico quanto dei pazienti.  Qualità estetiche Traslucente in alcuni colori e spessori, rivela il massimo della sua luminosità e profondità se esposto a una fonte luminosa.  Per questa sua qualità, si presta non solo all’illuminazione degli ambienti con luce d’atmosfera, ma anche alla creazione di lampade dalle forme sensuali, arredi con spettacolari effetti luminosi. Inoltre Corian offre una gamma di colori praticamente infinita. Si può scegliere di lavorare con un solo colore, creando così una base neutra, oppure sperimentare accostamenti studiati per catturare l’attenzione.  Corian può essere usato anche per intarsi, particolari d’effetto o come complemento versatile di altri materiali come metallo, legno, pietra, ecc.. I colori e i motivi decorativi sono presenti in tutto lo spessore del materiale e non sono quindi soggetti ad usura. Il corian è un materiale solido e non si sfalda.

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L’uso improprio del Corian

Benché il Corian sia alquanto resistente al calore, è bene utilizzare sempre una sottopentola per proteggerlo. Il calore delle pentole, così come quello di alcuni elettrodomestici come friggitrici o apparecchi di cottura, può danneggiare la superficie qualora non si faccia uso di una protezione adeguata. In molti casi è possibile riparare il Corian in caso venga accidentalmente danneggiato. È bene tuttavia seguire i seguenti consigli per evitare che il Corian subisca danni permanenti. Evitare di portare a contatto con il Corian sostanze chimiche quali prodotti per la pulizia del forno, solventi, ecc. Lo smalto per unghie va rimosso con un pulitore per unghie non a base di acetone e quindi risciacquato con acqua corrente. Evitare di tagliare direttamente sul piano di lavoro del Corian. Tacche, graffi e tagli si verificano inevitabilmente in ogni prodotto a uso intensivo, Corian compreso. Ma grazie alla sua caratteristica compattezza, è facile riportarlo al suo aspetto originale. I danni di minore entità, compresi graffi, macchie anche di agenti chimici, bruciature e piccole tacche d’urto, si possono riparare direttamente utilizzando un comune pulitore abrasivo. Per danni più rilevanti potrebbe essere necessario levigare leggermente con carta smerigliata. I danni causati dall’uso improprio del Corian si possono di norma riparare sul posto senza dover procedere alla sostituzione del materiale.

STAMPAGGIO AD INIEZIONE

Lo stampaggio ad iniezione è un processo di produzione industriale in cui un materiale plastico viene fuso e iniettato ad elevata pressione all’interno di uno stampo chiuso, che viene aperto dopo il raffreddamento del manufatto.
Generalmente l’iniezione avviene a pressioni elevate ed a temperature abbastanza elevate da consentire lo scorrimento del materiale “plastificato” all’interno del macchinario.
Il principio di funzionamento dello stampaggio a iniezione è simile alla pressofusione.

DESCRIZIONE DEL MATERIALE

Il macchinario (detto pressa ad iniezione) in cui viene svolta l’operazione di stampaggio a iniezione è costituito da un “gruppo iniezione” (detto a “vite punzonante”) collegato a un “gruppo chiusura”. Il gruppo iniezione ha il compito di riscaldare e quindi plastificare il materiale e di spingerlo all’interno dello stampo (grazie all’azione di un pistone o di una vite mobile), mentre il gruppo chiusura ha il compito di tenere chiuso lo stampo (idraulicamente o meccanicamente) contrastando l’alta pressione generata dal gruppo iniezione.

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I costituenti principali delle presse per iniezione sono:

-un piano fisso, al quale si fissa un semistampo (normalmente il semistampo femmina, o matrice);
-un piano mobile, al quale si fissa l’altro semistampo (punzone);
-un sistema di supporto e guida del piano mobile (generalmente 4 colonne a sezione cilindrica);
-un meccanismo di chiusura dello stampo (generalmente una ginocchiera azionata da pistoni idraulici);
-un “gruppo di plastificazione ed iniezione”, costituito da una vite senza fine a profilo e sezione variabile, contenuta in un cilindro riscaldato elettricamente, la vite ha la possibilità di ruotare intorno al suo asse (caricamento e fusione del materiale) e di spostarsi assialmente, agendo da pistone (fase di iniezione). La testa del cilindro porta un ugello che, attraverso un foro nel piano fisso della pressa è mantenuto a contatto del foro di iniezione dello stampo;
-una centralina oleodinamica, che fornisce l’energia per gli azionamenti;
-un basamento di supporto;
-una unità di governo elettronica, assistita da calcolatori

ESTRUSORE

L’estrusore propriamente detto è una diversificazione di una pressa ad iniezione, è principalmente costituito da uno speciale gruppo di plastificazione ad alta produttività (spesso sono presenti due viti che concorrono parallele) ed è composto da un cilindro con una camera interna riscaldato alla temperatura necessaria per la fusione del materiale da stampare, nella quale è presente una vite (chiamata “vite di estrusione”). Tipicamente un estrusore viene utilizzato per la produzione di compound (miscele), di profilati a sezione costante realizzati facendo passare il materiale semi fuso prodotto dal gruppo di plastificazione attraverso delle matrici aperte. Il manufatto ottenuto in questo caso può prendere le forme più disparate: dal filo semplice, al profilato complesso tipico per esempio dei serramenti.

PRESSA PER LO STAMPAGGIO

La “gruppo chiusura” è la parte della macchina dove viene montato lo stampo del pezzo da realizzare; la chiusura stampo è costituita a sua volta dalle seguenti parti:
il sistema di chiusura dello stampo, può essere di tipo “a ginocchiera”, “doppia ginocchiera”, “monobraccio”, “a pistone” o “hidroblock”;
il sistema di estrazione del pezzo, solitamente idraulico, ma anche meccanico.
Diverse sono le tipologie di presse ad iniezione: da quelle ad azionamento totalmente idraulico alle più moderne con azionamento elettrico, le quali consentono grazie all’impiego di servomotori e controlli numerici più veloce ed un accurato controllo del processo nonché un risparmio energetico di circa il 20-30%, esistono anche presse “ibride” con gruppo chiusura idraulico e gruppo di plastificazione/iniezione elettrico.
La disposizione più diffusa è quella orizzontale (movimento di apertura degli stampi orizzontale), ma per lavorazioni particolari si utilizzano presse verticali.
I parametri identificativi delle presse sono:la forza di chiusura; il passaggio tra le colonne, ovvero la massima dimensione trasversale dello stampo che può essere montato; la corsa di apertura del piano mobile; la capacità di plastificazione, ovvero la massima quantità di materiale che può essere iniettato in ciascun ciclo; i cicli “a vuoto” che la pressa può effettuare alla massima velocità, senza produzione di prodotti.

CICLO DI FUNZIONAMENTO

La pressa nell’interno della quale vi è la camera di iniezione, ove il granulato di polimeri plastici viene prelevato da un serbatoio tramoggia di alimentazione e viene portato alla temperatura di fusione mediante una serie di resistenze elettriche termostatate, seguendo uno specifico programma preimpostato dall’operatore, in funzione del tipo di materiale, della grammatura del pezzo e della compattezza del pezzo finito, effettua la chiusura dello stampo, e successivamente inizia la fase di iniezione del materiale fino a circa l’85%del peso del pezzo. Il completamento al 100% del pezzo avviene con la seconda fase (fase di “compattamento”), mantenendo il materiale in pressione fino a quando il pezzo stampato non si solidifica, questa seconda fase realizza la “compensazione” del ritiro volumetrico che la materia plastica, raffreddandosi naturalmente, subisce; inizia quindi la fase di “plastificazione” del materiale, ruotando ed arretrando la vite di iniezione fino al raggiungimento della posizione che identifica la dosatura necessaria per quel pezzo; la logica di gestione della pressa quindi apre lo stampo ed estrae il pezzo stampato con un sistema a punzone meccanico o con martinetto idraulico, oppure mediante estrazione pneumatica, svitamento elettrico o idraulico. Indi il pezzo espulso dallo stampo cade in un canale sottostante che lo fa depositare in un idoneo contenitore che verrà prelevato per le successive fasi di selezione, controllo ed eventuale successiva rifinitura del pezzo. Nelle aziende ad elevata automazione per aumentare la produzione e permettere il lavoro continuo h 24 / 24 un robot cartesiano o antropomorfo preleva il pezzo o più pezzi e li pallettizza secondo un programma di lavoro.
Il ciclo macchina tipico è quindi composto dalle seguenti fasi:

Caricamento e fusione: la vite gira prelevando il materiale per caduta (in granuli dalla dimensione variabile da 1 a circa 5 mm) da una tramoggia fissata al cilindro, il materiale, avanzando verso la testa del cilindro, fonde per effetto del riscaldamento del cilindro e dell’attrito.
L’accumulo del materiale plastificato nella parte anteriore del cilindro fa arretrare la vite determinando la quantità di materiale che verrà iniettata.

Chiusura e bloccaggio dello stampo. I due semi stampi vengono avvicinati velocemente in bassa pressione e a pochi decimi di distanza vengono bloccati in posizione di massima forza di chiusura.

Iniezione: alla vite viene applicata una velocità controllata da programma, con libertà di utilizzo della pressione idraulica disponibile. La vite, spostandosi rapidamente in avanti, come un pistone, forza il materiale fuso, attraverso l’ugello, nella cavità dello stampo. (fase. “controllo in velocità”)

Mantenimento in pressione: la vite continua ad essere spinta in avanti solitamente con una pressione più bassa di quella di iniezione, mantenendo la pressione sul materiale finché questo non è solidificato. (fase. “controllo in pressione”)

Rilascio della pressione della vite

Rotazione della vite per preparazione al nuovo ciclo

Arretramento del gruppo iniezione (movimento opzionale)

Eventuale attesa di raffreddamento del materiale nello stampo.

Apertura dello stampo ed estrazione / espulsione del pezzo (automatica, manuale o assistita da manipolatori esterni) dei pezzi.

Esempio di sedia realizzata con lo stampaggio ad iniezione:

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Stampa 3D a getto d’inchiostro

La stampa 3D rappresenta la naturale evoluzione della stampa 2D e permette di avere una riproduzione reale di un modello 3D realizzato con un software di modellazione 3D.
L’idea di una prototipazione su richiesta economica è stata concepita per la prima volta da alcuni sviluppatori visionari MIT, i quali nel 1933 svilupparono un metodo di prototipazione rapido ed economico ovvero la stampa 3d.
Con la fondazione di Zcorporation nel 1944 da parte di alcuni di questi stessi sviluppatori, l’azienda si ripromise di rendere la prototipazione alla portata di qualsiasi progettista o ingegnere.
Negli ultimi anni il costo delle stampanti 3D si è considerevolmente contratto, rendendole economicamente accessibili alle piccole e medie imprese e favorendone l’ingresso nel mondo degli uffici.
La tecnologia trova anche uso nel settore della gioielleria, calzoleria, progettazione industriale, architettura, automotiva, aerospaziale, medico e dentistico.

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Per fare la stampa 3D sono disponibili numerose tecnologie concorrenti. Le loro differenze principali riguardano il modo in cui sono costruiti gli strati per creare le parti.
Ogni metodo ha i suoi vantaggi e inconvenienti, e conseguentemente alcune società offrono una scelta tra polvere e polimero come materiale dal quale l’oggetto è ricavato.
Generalmente, i fattori principali presi in considerazione sono la velocità, il costo del prototipo stampato, il costo della stampante 3D, la scelta dei materiali, le colorazioni disponibili, ecc.
Il sistema più veloce, e che permette una stampa interamente a colori, è quello a getto d’inchiostro, esattamente come la stampante tradizionale.

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A.filtro automatico dell’aria
garantisce che tutta la polvere rimanga all’interno dei confini della macchina, emettendo solo aria pulita nell’ambiente dell’ufficio o della stanza di lavoro.
B.cartuccia del collante
contiene materiale adesivo a base acquosa che solidifica la polvere.
C.camera di lavoro
area in cui viene prodotta la parte
D.carrello
scorre lungo il telaio per posizionare le testine di stampa
E.compressore
genera aria compressa per rimuovere la polvere dalle parti finite
F.filtro dei materiali di scarto
impedisce l’ingresso nell’alimentatore di qualsiasi particella solida durante il recupero della polvere dopo la costruzione, garantendo la buona riuscita della costruzione successiva.
G.scatola elettronica
computer integrato che controlla tutte le azioni della stampante
H.telaio
barra orizzontale che si sposta avanti e indietro su ogni strato.
I.alimentatore
contiene la polvere con cui viene creato il modello
J.serbatoio
raccoglie il collante delle cartucce di collante e lo fornisce al telaio.
K.stazione di servizio
pulisce automaticamente le testine quando necessario.
L.valvola del vuoto
rappresenta la mente del sistema di distribuzione della polvere che aspira la polvere della camera di lavoro, dai punti di eccedenza, dalla stazione di rimozione della polvere o dal tubo di aspirazione per riportarla nell’alimentatore.

Qualunque sia il programma che si sceglie per la modellazione assistita, si è in grado di creare un modello virtuale dell’oggetto che si desidera stampare.
L’obbiettivo fondamentale di una stampante 3d è quello di trasformare rapidamente un’idea in un oggetto fisico.
Generalmente l’idea è integrata in un modello informatico 3d creato mediante software CAD, 3d.
Tutti questi strumenti software esportano modelli 3d: una volta che si dispone di un progetto completato, basterà inviarlo alla stampante 3D con l’estensione di file standard (STL, “Standard Tessellation Language”).
Il file esportato è una mesh, ovvero una serie di trinagoli orientati nello spazio, che racchiude un volume 3d.
Tale mesh deve essere “a tenuta stagna” per consentire la realizzazione di un modello solido e non di semplici superfici prive di spessore.
In altre parole, il progetto a questo punto deve essere pronto per esistere nel mondo reale e non solo su un computer.
Il software, suddivide il file del modello 3d in centinaia di sezioni trasversali, digitali o strati.
Ogni sezione da 0,1 mm corrisponde a uno strato del modello da costruire mediante la stampante.
La stampante stampa ogni strato sopra l’altro costruendo la parte fisica nella camera di lavoro della macchina.
Una volta completato lo strato finale la stampante esegue un breve ciclo di asciugatura, quindi è possibile rimuovere l’oggetto fisico.

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La prima cosa da notare è che la stampa 3D è caratterizzata da una produzione “additiva”, il che significa che un oggetto solido tridimensionale viene costruito aggiungendo materiale a strati. Ciò è in contrasto con la fabbricazione “sottrattiva”, attraversa la quale un oggetto viene costruito tagliando o lavorando la materia prima in una forma desiderata.
Dopo che il file di disegno finito viene inviato alla stampante 3D, si sceglie un materiale specifico. Questo, a seconda della stampante, può essere in gomma, materie plastiche, carta, materiali poliuretanici simili, metalli e altro ancora.
I processi di stampa variano, ma il materiale è di solito spruzzato, spremuto o altrimenti trasferito dalla stampante su di una piattaforma. Poi, una stampante 3D svolge dei passi (proprio come una stampante a getto d’inchiostro) sulla piattaforma.
In particolare deposita strato dopo strato del materiale per creare il prodotto finito (se guardate da vicino un oggetto stampato in 3D noterete subito gli strati). Questo può richiedere diverse ore o addirittura giorni a seconda delle dimensioni e della complessità dell’oggetto.
Il livello medio degli strati è di circa 100 micron (0,1 millimetri), ma alcune stampanti, come la Objet Connex, possono anche depositare strati sottili di 16 micron.
Ormai, come già detto in precedenza, si può fare qualsiasi cosa con una stampante 3D. Anche del cibo commestibile. Attualmente, però, il loro utilizzo è incentrato principalmente nel settore sanitario.

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1.
la stampante si scalda, riempie la camera di lavoro con materiale di costruzione e, se necessario, riallinea automaticamente le testine di stampa
2.
la stampante avvia la creazione del modello, depositando uno strato di polvere
3.
il carrello di stampa si sposta sullo strato depositando il collante (e gli inchiostri per il modello a colori) sul pattern della prima sezione.
I punti 2 e 3 verranno ripetuti fino al completamento del modello.
Il collante solidifica la polvere nella sezione trasversale del modello, lasciando il resto della polvere asciutta per consentirne il recupero.
4.
dopo ogni strato, il pistone sotto la camera di lavoro abbassa la base di polvere per preparare lo strato successivo.
5.
al termine dell’operazione il modello rimane nella povere per l’indurimento.
Al termine dell’indurimento la macchina aspira automaticamente la maggior parte della polvere attorno al modello e la recupera per utilizzarla nelle costruzione successive.

Purtroppo, e qui veniamo all’aspetto negativo di questa tecnologia, il prezzo di queste apparecchiature è ancora parecchio elevato. Le stampanti più piccole, progettate per i giocattoli ed altri piccoli gadget, hanno un costo vicino ai 1.000 dollari. I modelli più professionali possono costare da $ 14,900 a $ 59,000. I modelli di altissimo livello, destinati all’industria, possono raggiungere cifre vicine ai $ 600.000.
Poiché i prototipi perdono valore quando sono necessari tempi lunghi per realizzarli, il fattore del “tempo di costruzione” della parte è fondamentale nell’ambito della stampa 3d.
Sin dall’inizio si è impegnata a fornire la prototipazione più veloce possibile per consentire ai clienti di creare un oggetto nell’arco di ore anziché di giorni.
Le stampanti possono creare modelli alla velocità di 25 mm all’ora.
Questo significa che un tim è in grado di stampare più parti dell’altezza di 50 mm in appena un paio di ore.

Fonti:

http://pdf.directindustry.it/pdf/3d-systems/documento-tecnico-impara-come-funziona-stampa-3d-getto-inchiostro/19418-135847.html

http://it.wikipedia.org/wiki/Stampa_3D

http://tech.net1news.org/stampanti-3d-nuova-frontiera-della-tecnologia-consumer.html

http://hardware.hdblog.it/2013/04/06/stampa-3d-ecco-come-funziona/

http://www.pmi.it/tecnologia/prodotti-e-servizi-ict/news/71663/stampa-3d-prospettive-di-mercato.html