Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project
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by Tateo Giovanni Battista
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LEARNING
SIMULATION
3D Printing and Additive Manufacturing: the most modern technologies for physical prototyping and industrial production.
Stampa 3D e Produzione Additiva: le più moderne tecnologie per la prototipazione fisica e la produzione industriale.
Hashtag keywords: #simulation #modeling #rapidPrototyping #3dPrinting #additiveManufacturing #TILLL #TateoBlog
Summary. The revolutionary technologies of 3D Printing and Additive Manufacturing are registering a high consensus in the industrial world because they are allowing us to reinvent and speed up rapid prototyping and production processes. industrial. The underlying principle that unites these two technologies opens up new perspectives not only for the construction of physical prototypes, but also for mass production.
Le rivoluzionarie tecnologie della stampa 3D (3D Printing in inglese) e della Produzione Additiva (Additive Manufacturing in lingua inglese) stanno registrando un elevato consenso nel mondo industriale perché esse ci stanno permettendo di reinventare e velocizzare i processi di prototipazione rapida, e quelli di produzione industriale. Il principio che è è alla base e che accomuna queste due tecnologie, apre nuove prospettive non solo per la costruzioni dei prototipi fisici, ma anche per la produzione in serie.
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§1. Modern technology for physical prototyping and manufacturing: 3D Printing and Additive Manufacturing.
Tecnologia moderna per la prototipazione e la produzione fisica: Stampa 3D e Additive Manufacturing.
In general, with both the terms "Additive Manufacturing" and "3D Printing" we mean that revolutionary technology for the construction of products that is registering a high consensus in the industrial world, because it is allowing to reinvent and speed up the production of prototypes, is radically revolutionizing the face of industrial production of final products, in series and not.
The process underlying this new technology, in short, consists in the construction of an object by overlapping layers of material, using its digital model.
In generale, con entrambi i termini “Additive Manufacturing” e “3D Printing” si intende quella rivoluzionaria tecnologia per la costruzione di manufatti che sta registrando un elevato consenso nel mondo industriale, perché sta permettendo di reinventare e velocizzare la produzione di prototipi, sta radicalmente rivoluzionando il volto della produzione industriale di prodotti finali, in serie e non.
Il processo che sta alla base di questa nuova tecnologia, in sintesi, consiste nella costruzione di un oggetto per mezzo della sovrapposizione di strati di materiale, utilizzando un suo modello digitale.
Hashtag keywords: #rapidPrototyping #manufacturing #3dPrinting #additiveManufacturing #digitalModel
Resources and insights.
(1) What’s the Difference Between 3D Printing and Additive Manufacturing? -- k3syspro
(2) What is 3D Printing Used For? -- dummies.com
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§2. “Additive Manufacturing” or “3D Printing”?
“Additive Manufacturing” oppure “3D Printing”?
In theory, at the basis of both the terms "3D printing" and "Additive Manufacturing" (shortly AM) there is the same concept and production process. However, 3D printing is a particular form of additive manufacturing, particularly suitable for specific applications, such as physical modeling by means of rapid prototyping.
"3D printing". 3D Printing is the term used when the process is used to produce a single object, precisely a prototype, and without excessive demands on the accuracy or quality of the product. Hence, we speak of 3d Printing when the production is outside the manufacturing or engineering sector.
In most cases the term 3D printing refers to the modeling process, basically by means of two techniques: fused deposition modeling (or shortly FDM) or fused filament fabrication, or shortly FFF ). Generally printers for 3D printing, due to their small size and cost (<$ 1000), compared to those for "additive manufacturing", are called "desktop".
FDM and FFF techniques, both typical of 3D printing, print by forcing the molten material out of a computer controlled nozzle and deposited in structured layers. These printers are the kind you would find in an enthusiast's home. You may also find them in industry, but used exclusively for rapid prototyping, that is, for the construction of experimental conceptual models in anticipation of starting their production using traditional production processes.
In teoria alla base di entrambi i termini “stampa 3D” (3D printing) e “Additive Manufacturing” (brevemente AM) c’è lo stesso concetto e processo di produzione. Tuttavia la stampa 3D è una forma particolare di produzione additiva, particolarmente adatta per applicazioni specifiche, come per esempio la modellazione fisica per mezzo della prototipazione rapida.
“Stampa 3D”. 3D Printing è il termine il termine che si utilizza quando il processo serve per produrre un oggetto singolo, per l’appunto un prototipo, e senza eccessive esigenze per quanto riguarda la precisione o la qualità del prodotto. Quindi, si parla di 3d Printing quando la produzione è al di fuori del settore manifatturiero o ingegneristico.
Nella maggior parte dei casi il termine stampa 3D s’intende il processo di modellazione, fondamentalmente per mezzo di due tecniche: la deposizione fusa (fused deposition modeling, o brevemente FDM) o la fabbricazione del filamento fuso (fused filament fabrication, o brevemente FFF). Generalmente le stampanti per la stampa 3D, a causa delle loro ridotte dimensioni, e costo (< 1000$), rispetto a quelle per l’”additive manufacturing”, sono dette "desktop".
Le tecniche FDM e FFF, entrambe tipiche della Stampa 3D, stampano forzando il materiale fuso fuori da un ugello controllato da un computer e depositato in strati strutturati. Queste stampanti sono del tipo che troveresti nella casa di un appassionato. Potresti trovarne anche nell’industria, ma utilizzate esclusivamente per la prototipazione rapida, ossia per la costruzione di modelli concettuali sperimentali in previsione di avviare la produzione degli stessi per mezzo dei dei processi di produzione tradizionali.}
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§3. Additive manufacturing.
Produzione utilizzando la tecnologia additiva.
Additive manufacturing (AM) is nothing more than 3D printing on an industrial scale and describes the most advanced techniques such as Selective Laser Sintering (SLS for short). SLS is the process of laser sintering (forming a solid mass of material by heat before the point of liquefaction) of powdered material at computer-defined points in space using a 3D design.
On a product produced with the SLS technique, the layers are much more difficult to distinguish than on a product produced with 3D printing and FDM or FFF techniques. And this gives the manufactured product a greater degree of precision and a more professional appearance.
Machines based on AM techniques also allow large-scale production, therefore also in series. It is therefore understood that the goal is an extension of the simple rapid prototyping achievable through 3D printing.
Obviously the technology is much more expensive. If necessary, AM can also be used for rapid prototyping, when greater precision and quality of the prototype is required, or when the prototype is made with a material other than those available with FDM and FFF techniques.
When the expense is justified, the AM and SLS are also used for the production of finished products out of production (not in series), for example when the object to be produced is out of production, or difficult to find on the market. Think of the spare parts of vintage cars.
La “additive manufacturing” (AM) altro non è che la stampa 3D su scala industriale e descrive le tecniche più avanzate come per esempio la sinterizzazione laser selettiva (Selective Laser Sintering, o brevemente SLS). SLS è il processo di sinterizzazione laser (formando una massa solida di materiale mediante calore prima del punto di liquefazione) di materiale in polvere in punti nello spazio definiti dal computer utilizzando un design 3D.
Su un manufatto prodotto son la tecnica SLS gli strati sono molto più difficili da distinguere rispetto ad un manufatto prodotto con stampa 3D e tecniche FDM o FFF. E ciò conferisce al manufatto prodotto un grado di precisone maggiore ed un aspetto più professionale,.
Le macchine basate su tecniche di AM permettono anche la produzione su larga scala, quindi anche in serie. Si comprende quindi che l’obiettivo è una estensione della semplice prototipazione rapida realizzabile attraverso la stampa 3D.
Ovviamente la tecnologia è molto più costosa. AM all’occorrenza può essere utilizzata anche per la prototipazione rapida, allorquando sia richiesta una maggiore precisone e qualità del prototipo, oppure è richiesta la realizzazione del prototipo con un materiale diverso da quelli disponibili con le tecniche FDM e FFF.
Quando la spesa è giustificata, la AM e la SLS sono utilizzate anche per la produzione di prodotti finiti fuori produzione (non in serie), per esempio quando l’oggetto da produrre è fuori produzione, oppure difficilmente reperibile sul mercato. Si pensi ai pezzi di ricambio delle auto d'epoca.
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§4. Digital Model.
Modello digitale.
Obviously, both 3D printing and additive manufacturing make sense if you have the digital model of the object to be created. Otherwise, this model must be built from scratch using CAD software, or, if you have a physical sample of the object, by means of digitalization techniques based on artificial vision.
If you are interested in learning more about artificial vision technology, applied in particular to industrial applications, then allow me to invite you to continue browsing the TILLL project by reading the following article:
Ovviamente sia la stampa 3D che la additive manufacturing hanno senso se si dispone del modello digitale dell’oggetto da realizzare. Diversamente questo modello bisogna costruirlo da zero per mezzo di un software CAD, oppure, se si dispone di un campione fisico dell’oggetto, per mezzo di tecniche di digitalizzazione basate sulla visione artificiale.
Se ti interessa approfondire la tecnologia della visione artificiale, applicata in particolare alle applicazioni industriali, allora permettimi di invitarti a proseguire l navigazione all’interno del progetto TILLL con la lettura del seguente articolo:
The reproduction of the human vision by means of an artificial system
{La riproduzione della visione umana per mezzo di un sistema artificiale}
(VS)
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§5. 3D building on-line services.
Servizi on-line per la costruzione di oggetti 3D.
Recently, 3D printing online services are gaining traction, i.e. services available on the Internet in which any user of the network, by sending the digital model of the desired object electronically to the online service site, can obtain with home delivery. within a predetermined maximum number of days the product printed using the desired material, that is, with predetermined mechanical characteristics and aesthetic finish.
Recentemente stanno prendendo piede i servizi on-line di stampa 3D, ossia dei servizi disponibili su Internet in cui qualsiasi utente della rete inviando per via telematica al sito di service on-line il modello digitale dell'oggetto desiderato, può ottenere con consegna a domicilio entro un prefissato massimo numero di giorni il prodotto stampato utilizzando il materiale desiderato, ossia con delle prestabilite caratteristiche meccaniche e di finitura estetica.
Often the sites of on-line 3D printing services also offer CAD applications for the construction of the 3D model, or simulation applications for the FEM analysis of the digital object defined, for example, when its morphological characteristics vary or when the construction material.
Spesso i siti dei servizi di stampa 3D on-line offrono, anche delle applicazioni CAD per la costruzione del modello 3D, oppure applicazioni di simulazione per l'analisi FEM dell'oggetto digitale definito al variare per esempio delle sue caratteristiche morfologiche oppure al variare del materiale di costruzione.
A very interesting online application is that of nesting, available on some service-online sites, especially for those in which the cost of the build is fixed for a given maximum volume. In these cases, in fact, once the build service has been purchased, it is advisable to take advantage of the maximum printable volume as much as possible.
Una applicazione on-line molto interessante è quella di nesting, disponibile su alcuni siti di service-online, specie per quelli in cui il costo del build è fisso per un determinato di volume massimo prefissato. In questi casi, infatti, una volta acquistato il servizio di build, conviene sfruttare il più possibile il volume massimo stampabile.
So it is better to print several objects in the same build, whether they are different or identical, as for example in the case of mass production. By working on the positioning and orientation of objects within the print volume, it is possible to optimize the build process, maximizing the number of objects. This work can be done manually by means of a conventional CAD application. However, the complexity of this process and the risk of making errors, such as jammed or trapped parts, suggests the use of automatic applications which, by means of sophisticated Nesting algorithms, perform this work automatically and in a reasonably short time.
Quindi conviene stampare più oggetti nello stesso build, sia che essi siano diversi, sia che essi siano identici, come per esempio nel caso della produzione in serie. Lavorando sul posizionamento ed orientamento degli oggetti all'interno del volume di stampa è possibile ottimizzare il processo di build, massimizzando il numero di oggetti. Questo lavoro può essere eseguito manualmente per mezzo di una applicazione CAD convenzionale. Tuttavia la complessità di questo processo ed il rischio di eseguire errori, come per esempio parti incastrate o intrappolate, suggerisce l'utilizzo di applicazioni automatiche che per mezzo di sofisticati algoritmi di Nesting eseguono questo lavoro automaticamente ed in un tempo ragionevolmente breve.
An example where Nesting is highly recommended is that of Weerg, which by offering 3D printing services based on Multi Jet Fusion (MJF) and Selective Laser Sintering (SLS) technologies, and by offering large "build" printing, renders convenient composition of the build with hundreds of objects. In fact, since the cost of a build is fixed and does not depend on the quantity of pieces it contains, the more pieces you can optimize within the build itself, the less they will cost.
Un esempio in cui è vivamente consigliato il Nesting è quello di Weerg, che offrendo servizi di stampa 3D basati sulle tecnologie Multi Jet Fusion (MJF) e Selective Laser Sintering (SLS), e offrendo la stampa di "build" di grandi dimensioni, rende conveniente la composizione del build con centinaia di oggetti. Infatti, poiché il costo di un build è fisso e non dipende dalla quantità di pezzi che contiene, più pezzi si riescono ad ottimizzare dentro al build stesso e meno costeranno.
A 3D Nesting software performs the function of automatically translating and rotating a collection of 3D parts within the printing space (the 3D build in fact) in order to minimize the empty space and optimize the quality and quantity of the printed parts.
Un software di Nesting 3D svolge la funzione di traslare e ruotare automaticamente una raccolta di parti 3D all'interno dello spazio di stampa (il build 3D appunto) al fine di ridurre al minimo lo spazio vuoto e ottimizzare la qualità e la quantità delle parti stampate.
Sources and references for insights.
• Che cos'è il servizio 3D Build? A chi è dedicato? -- Weerg (link)
• Cos'é il Nesting 3D e perché il build fa risparmiare fino al 60% (link)
• Nesting for 3D Printing (SLS), Autodesk (link)
• Materialise Magics Sinter Module (link)
• Fabpilot - Intelligent Additive Manufacturing Software - free trial available (link)
• Dimension 4 Nest - Product Demo (link)
• 4D additive (link)
• Polydevs - 3D NESTING (link)
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published May 4, 2022
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§6. Applications - 3D printing applied to the racing world.
Applicazioni -- Stampa 3D applicata al mondo delle corse.
The racing world requires very short times, with often immediate need for components for which it is impossible to turn to external suppliers.
Il mondo delle corse impone tempi molto ristretti, con bisogno spesso immediato di componenti per cui è impossibile rivolgersi a fornitori esterni.
There are manufacturers of racing vehicles, such as KTM, the historic Austrian manufacturer of racing and enduro motorcycles, which have chosen 3D printing in order to have high-performance components with reduced production times internally.
Esistono case costruttrici di veicoli da corsa, come per esempio la KTM, storica Casa austriaca produttrice di moto da racing ed enduro, che hanno scelto la stampa 3D per poter disporre internamente di componenti a elevate prestazioni con ridotti tempi di produzione.
Another example is the Ducati Corse team which has adopted Roboze's 3D printing technology for super polymers and composites, to speed up the production of aerodynamic components and prototypes with innovative mechanical properties. The racing team is very happy with this technical partnership and plans to increase the use of 3D printing technology in the future given the encouraging results achieved.
Un altro esempio è rappresentato dal team Ducati Corse che ha adottato la tecnologia di stampa 3D di Roboze per super polimeri e compositi, per velocizzare la produzione di componenti e prototipi aerodinamici dotati di innovative proprietà meccaniche. Il team di corse si è dichiarata molto contenta di questa partnership tecnica e prevede di aumentare l'uso della tecnologia di stampa 3D in futuro visti i risultati incoraggianti ottenuti.
The 3D printer allows racing teams to quickly and with excellent results produce not only various standard components, but also prototypes, even with complex geometries, which are designed from time to time, and which must be tested as soon as possible on the track.
La stampante 3D consente ai team di racing di produrre rapidamente e con risultati eccellenti non solo diversi componenti standard, ma anche prototipi, anche con geometrie complesse, che sono ideati di volta in volta, e che bisogna testare il prima possibile su pista.
Hashtag keywords: #3Dprinting #KTM #Ducati #Roboze
References to useful sources for further information:
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.
1. Progettare 445, Aprile 2022, p.10, Stampa 3D nel racing.
2. Ducati Course to utilise Roboze 3D printing technology during 2022 MotoGP season (link)
3. Ducati presents 2022 Desmosedici with Roboze as technical partner (link)
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published May 4, 2022
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§7. References to useful sources for further information.
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.
Listed below are some references to sources (websites, videos and book) that I have consulted during the writing of this article, and that you could also use to learn more about the topics covered in this article.
Di seguito sono elencati alcuni riferimenti a fonti (siti web, video e libri) che ho consultato durante la stesura di questo articolo e che potresti utilizzare anche tu per approfondire gli argomenti trattati in questo articolo.
(2) Dalla modellazione alla simulazione, Mario Malcangi, Selezione di Elettronica, 14 gennaio 2013
(3) La nuova era della prototipazione rapida, Juergen Jaeger, Selezione di Elettronica, 23 novembre 2009
(4) Home » Selezione di Elettronica » Embedded » Progettazione rapida basata su Fpga, Progettazione rapida basata su Fpga
(3) La nuova era della prototipazione rapida, Juergen Jaeger, Selezione di Elettronica, 23 novembre 2009
(4) Home » Selezione di Elettronica » Embedded » Progettazione rapida basata su Fpga, Progettazione rapida basata su Fpga
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§8. More generally.
Più in generale.
In this article we have analyzed the innovative 3D printing technique for rapid prototyping of physical objects, and how the same technology is used for manufacturing. But if you want to examine the topic of prototyping more generally, verifying in which other sectors rapid prototyping is applied, then I invite you to continue consulting the Learning section of TILLL by reading the following article.
In questo articolo abbiamo analizzato la innovativa tecnica della stampa 3D per la prototipazione rapida di oggetti fisici, e di come la stessa tecnologia è utilizzata per la produzione. Ma se vuoi esaminare l'argomento della prototipazione più in generale, verificando in quali altri settori è applicata la prototipazione rapida, allora ti invito a proseguire la consultazione della sezione Learning di TILLL con la lettura dell'articolo seguente.
Rapid Prototyping as alternative to the Simulation
La prototipazione rapida, metodologia alternativa alla Simulazione
(SZ.3.3)
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§9. Stay up to date.
Rimani aggiornato.
If you are interested in the topics covered in the current article and want to be informed about my most recent updates dealing with them, then I invite you to register on the following Facebook page and Pinterest dashboard which I dedicated specifically for sharing the most recent changes made to the corresponding thematic area of TILLL~Learning (>).
Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti sulla seguente pagina Facebook e bacheca Pinterest che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).
Simulation by TILLL on Facebook (>)
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§10. Let's keep in touch.
Teniamoci in contatto.
I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests.
If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.
Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi.
Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL.
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§11. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.
Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.
First of all, thank you for visiting one of the pages of my blog. My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat) and I am the founder and author of a project of Interdisciplinary Lifelong Learning of which the Tateo~Blog (:::) blog is the means of sharing. I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.
Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).
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Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media.
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Originally published October 18, 2021,
updated July 7, 2022
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