Il modulo estrusore Leister Weldplast 600-i, integrato in un robot antropomorfo FANUC, produce elementi in plastica di dimensioni eccezionali tramite la stampa 3D.
La stampa 3D è utilizzata anche per produrre elementi architettonici di notevoli dimensioni. Questo grazie al sistema sviluppato dal Politecnico di Milano in collaborazione con Leister utilizzando l’estrusore Weldplast 600-i.
di Lucia Quaglietta
La sinergia con Leister, multinazionale svizzera che progetta e realizza sistemi per la saldatura e la lavorazione della plastica, è nata da un’idea maturata nell’ambito del progetto “Cultura Meccanica” del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, con l’obiettivo di sviluppare conoscenze e competenze per creare e riprodurre elementi architettonici in dimensioni ragguardevoli. Questi elementi dovevano essere prodotti con un processo di stampa 3D utilizzando l’estrusore Leister Weldplast 600-i.
Da 70 anni Leister fornisce soluzioni per la saldatura di materiali termoplastici, offrendo tecnologie all’avanguardia e una gamma ampia e completa di prodotti. Il suo personale commerciale qualificato supporta i clienti e sa trovare la soluzione ideale per le esigenze di aziende operanti nei più diversi settori.
INTEGRAZIONE DI WELDPLAST 600-i NEI ROBOT FANUC
La parte scientifica del progetto è stata gestita dal professor Francesco Braghin, Dipartimento di Meccanica, e coordinata dall’ingegner Pierpaolo Ruttico del Dipartimento ABC (Architettura, Ingegneria delle Costruzioni e Ambiente Costruito). Il cantiere ha trovato spazio nel laboratorio IndexLab del Centro Territoriale di Lecco, sotto la direzione operativa dell’ingegner Carlo Beltracchi, con il supporto dell’ingegner Gabriele Viscardi e del progettista computazionale Khalid Alabdula.
Il fulcro della ricerca è stato lo sviluppo di tecniche per integrare il modulo estrusore Leister Weldplast 600-i in un robot antropomorfo FANUC. Questo perché l’estrusore, collegato al braccio del robot, doveva produrre elementi in plastica di dimensioni eccezionali tramite la stampa 3D. Questi elementi sono stati progettati come blocchi indipendenti e facili da assemblare di un sistema architettonico modulare.
Elementi architettonici stampati in 3D presso il laboratorio IndexLab.
POSIZIONAMENTO E ABBINAMENTO DEI COMPONENTI
Il polipropilene rinforzato con fibre di vetro è completamente riciclabile ed è stato sviluppato e fornito dall’azienda olandese LyondellBasell. Con l’integrazione dell’estrusore nel robot, i vari componenti sono stati posizionati con cura e perfettamente abbinati.
Il computer di controllo, l’alimentazione e i collegamenti del Weldplast sono stati installati direttamente sul polso del robot per creare un sistema plug-and-play compatto, funzionale e facile da usare. Questa disposizione consente la massima flessibilità del robot su diversi assi. Inoltre, riduce notevolmente il rischio di aggrovigliamento dei cavi e di possibili interferenze dovute alla distanza tra i componenti.
MONITORAGGIO PRECISO DEL PROCESSO DI ESTRUSIONE
Il sistema è gestito da un PLC. Questo assicura un monitoraggio preciso del processo di estrusione e si attiva quando viene raggiunta la temperatura critica per l’estrusione del materiale selezionato. La Weldplast 600-i ha dimostrato il suo valore con la sua velocità di stampa di 50 - 75 mm/s, consentendo l’estrusione fino a 3 kg di materiale all’ora. Il materiale di estrusione è stato introdotto nell’estrusore in bobine da 2,5 kg di 4 mm di diametro.
Weldplast 600-i di Leister ha una velocità di stampa di 50 - 75 mm/s, consentendo l’estrusione fino a 3 kg di materiale all’ora.
FORME LIBERE, SIA FLUIDE SIA SPEZZATE
Uno dei risultati più sorprendenti di questo progetto è stata la creazione di elementi dalle forme libere, sia fluide che spezzate. La capacità di creare strutture con sporgenze rilevanti è un progresso significativo, ottenuto grazie a una specifica strategia di taglio, sviluppata dall’ingegner Carlo Beltracchi e dal progettista computazionale Khalid Alabdula, che ha permesso di superare i limiti tradizionali della stampa 3D, aumentando la gamma di forme possibili e spostando i confini dell’innovazione nella produzione additiva.
“VIRTÙ PRINCIPESCHE” DI LUIGI VANVITELLI IN 3D
“Virtù Principesche”, opera di Luigi Vanvitelli (noto architetto italiano del 1700), è stata realizzata con un innovativo processo di stampa 3D. A tal fine, il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano ha collaborato con lo studio d’arte Cracking Art di Milano.
Il braccio robotico antropomorfo FANUC, con sei articolazioni meccaniche, ha utilizzato l’estrusore Weldplast 600-i per depositare un materiale polimerico strato per strato. È stato utilizzato un algoritmo che ha convertito i modelli 3D in comandi di movimento. Questo processo di produzione additiva è ripetibile, ma ogni pezzo è unico e combina arte e tecnologia avanzata.
ARCHITETTURA DISCRETA
Presso il laboratorio IndexLab del Politecnico di Milano, il progettista computazionale Khalid Alabdula si occupa di “architettura discreta”: la sua ricerca si concentra su componenti che vengono stampati in 3D per configurare strutture architettoniche. Questo approccio innovativo utilizza polipropilene rinforzato con fibre di vetro e offre nuove possibilità nel campo della progettazione architettonica.
Secondo l’ingegner Carlo Beltracchi, il lavoro di Alabdula potrebbe dare un contributo importante per collegare il mondo digitale alla vita reale attraverso il concetto di metaverso. Sta esplorando l’uso di architetture discrete stampate in 3D, caratterizzate da modularità e flessibilità. Ciò consente di creare un modello adattabile che apre infinite possibilità per un’architettura in cui la robotica funge da collegamento tra il mondo digitale e quello reale. ©TECNeLaB
“Virtù Principesche”, opera di Luigi Vanvitelli, è stata riprodotta con un innovativo processo di stampa 3D.