Ingegneria, Tecnologie, Robotica, Meccatronica, Energia e Cenni di scienze

10 ottobre 2014

Technology for Creators – Parte seconda

Rubrica: Multimedia

Titolo o argomento: Contenuti digitali pensati per i nostri lettori

Di seguito la video sintesi tratta dalle riprese che abbiamo effettuato presso il BIMU 2014 di Milano. Nella descrizione introduttiva si riporta:

La tecnologia oggi, presentata in 120 secondi. Dai sistemi di automazione, robotica e intelligenza artificiale, passando per la meccatronica, i sistemi di misura, la scansione 3d, la prototipazione rapida, il taglio laser… fino alle macchine a controllo numerico, i sistemi automatizzati di saldatura e le sfide tecnologiche del futuro.

Una breve anteprima che mostra, senza pretese, il genere di strumenti oggi a disposizione per i più creativi, per coloro che sentono di voler esprimere il proprio genio e le proprie abilità attraverso tecnologie di spessore.

Così, mentre osserviamo il video, possiamo stuzzicare la mente con famosi interrogativi quali: “Con quale macchina si è costruita la prima macchina?”, oppure: “Può una macchina replicare sé stessa?”. In realtà il primo macchinario era un archibugio grossolano che realizzava pezzi grossolani. Perfezionando gradualmente entrambi si è potuto passare dalla grossolanità alla finezza acquisendo e conservando al contempo i segreti e la magistralità necessari per costruire le macchine per le lavorazioni tecnologiche oggi catalogate nei principali testi di tecnologia meccanica. Macchine sempre più precise permettevano di ottenere pezzi sempre più precisi e, non a caso, dalla conversione dell’industria pesante degli armamenti della seconda guerra mondiale sono nati diversi dei marchi oggi noti dell’industria meccanica, automobilistica, aereonautica…

Inoltre verosimilmente le prime macchine erano in realtà costituite da parti realizzate perlopiù da lavorazioni differenti da quelle che avrebbero poi compiuto. Ad esempio un macchinario che operava lavorazioni per asportazione di trucioli era in realtà realizzato quasi integralmente per fonderia, stampaggio, estrusione, ecc. e non a sua volta da un altro “primo” macchinario atto ad asportare trucioli (sarebbe altresì un paradosso). Gli errori erano elevatissimi se rapportati all’epoca attuale. Oggi invece con un blasonato controllo numerico (CNC) è possibile realizzare le parti di ricambio per sé stesso e persino replicare buona parte della macchina stessa, ma non replicarla integralmente. Stesso dicasi per le più che note stampanti 3d che sono in realtà in grado di replicare diverse parti di sé stesse ma non la loro interezza. Qui scatta, o dovrebbe scattare, la logica domanda: Perché? Vi lascio il gusto di arrivare alla risposta autonomamente.

Tutto questo potrebbe portarvi a capire come, se realizzate un dispositivo grossolano oggi, con anima e coraggio potreste arrivare a realizzarne uno più accurato e sofisticato in seguito. Ma se mai iniziate il primo per timore che non vi venga subito di alto livello, allora incapperete nell’errore commesso da coloro che danno più peso ai severi giudizi di terzi piuttosto che alle proprie idee. Sono tante le persone che dedicano parti consistenti della loro esistenza a dire agli altri cosa non posono fare. Ignoratele.

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Technology for Creators.
Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione
e la produzione nei più disparati settori industriali.
A cura di Ralph DTE.

9 ottobre 201426 novembre 2018

BIMU 2014: Costruire le macchine che costruiscono le tue idee…

Rubrica: Eventi

Titolo o argomento: BIennale delle Macchine Utensili

In precedenza abbiamo introdotto in modo quasi scherzoso la distanza che intercorre tra il sapere come si fa una cosa (teoria) ed i mezzi necessari per realizzarla veramente (pratica). Ora, premesso che nel nostro caso potrebbe trattarsi di un prodotto dell’industria meccanica o del design, se vi interessa essere concreti ma volete provare il piacere di realizzare autonomamente almeno un passaggio che vi porti dalla vostra idea al vostro prodotto finito (e quindi senza acquistare macchinari mastodontici e senza affidarvi integralmente ad aziende terze), allora al BIMU (BIennale Macchine Utensili), la fiera mondiale dell’innovazione, troverete addirittura la componentistica necessaria per realizzare ad esempio un sistema di automazione ideato da voi, una macchina utensile dedicata, un sistema personalizzato per la prototipazione di un vostro concept. Insomma tutto ciò che è necessario, ma non sufficiente, per sviluppare autonomamente una vostra applicazione o parte di essa. La differenza però, come sempre, la faranno prevalentemente la vostra tenacia, le vostre competenze e tutto quello che sarete stati in grado di imparare a fare da soli al di fuori del vostro percorso di studi presso l’istituto tecnico o la facoltà di ingegneria ad hoc per voi.
Non esiste infatti un kit già predisposto per costruire l’esatto macchinario mirato sulle vostre specifiche esigenze e che potrà realizzare il vostro preciso pezzo o il vostro particolare assieme secondo le modalità da voi previste; esistono altresì delle “componenti specializzate” che, inserite opportunamente nella struttura da voi ideata e costituita, permettono di completare il vostro macchinario. Ad esempio potrebbe trattarsi di viti senza fine, azionamenti elettromeccanici, sensori di fine corsa, carrelli, giunti, schede hardware e tutto quanto, abbinato ad una struttura ben concepita, vi permette di realizzare il vostro controllo numerico dedicato ad una particolare lavorazione ad alta precisione o, perchè no, alla prototipazione rapida. Di seguito una breve galleria fotografica in cui vengono mostrati solo gli scatti non ripetitivi rispetto a quelli dai noi effettuati presso altre fiere del settore di cui abbiamo già avuto il piacere di parlare in precedenza.

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25 settembre 2014

Il processo di introduzione di un nuovo prodotto (NPI)

Rubrica: Dal prototipo al prodotto finito
Titolo o argomento: Sincronismi metodici di fasi e processi

Se siete un’azienda all’avanguardia difficilmente avrete bisogno di questa serie di articoli, se siete, invece, degli studenti alle prese con una simulazione di impresa il modello organizzativo che verrà argomentato potrebbe essere un ottimo spunto. Infine se siete dei giovani imprenditori o una piccola azienda di artigianato, nonostante il numero limitato di pezzi che probabilmente intendete produrre, potreste trovare utile capire a fondo come e dove un’organizzazione estremamente ben concepita e articolata si riveli vincente ed in grado di fare la differenza sulle vostre economie e sui risultati raggiungibili.

Il problema che troppo spesso si incontra quando si intende realizzare un prodotto, a qualunque livello, è la difficoltà nel dar vita prima di tutto ad un modello organizzativo che permetta un’ottima strutturazione, interazione e comunicazione tra tutti i team di tecnici coinvoliti. Un buon progetto infatti non è quasi mai sufficiente se si sprecano somme di denaro considerevoli per passi non preventivati e imprevisti perfettamente evitabili. Stesso dicasi per il tempo (risorsa sovente anche più importante del denaro) e le energie da dedicare all’intero processo produttivo affinché il prodotto raggiunga il mercato al momento desiderato.

Attività essenziali quali pensare, proporre, migliorare, prototipare, ottimizzare, costruire, promuovere e immettere sul mercato un nuovo prodotto (originariamente un prototipo) vanno interconnesse tra loro e sincronizzate in una vera e propria “timeline” quasi come se steste editando un video ricco di variegate scene, effetti ed una trama da comunicare e far agevolmente comprendere al grande pubblico, meglio se nel momento più “azzeccato”. Ciò che segue è una raccolta completa di passaggi che si estendono immaginariamente lungo due dimensioni, su una sorta di asse cartesiano figurato, tratta dal lavoro di Lotus Cars che, per chiarezza ho voluto suddividere in “fasi” e “processi. Le fasi rappresentano gli stati di avanzamento lungo la “timeline”, i processi sono invece le linee specializzate che devono essere condotte lungo le fasi al fine di completare ogni aspetto del prodotto.

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Il processo di introduzione di un nuovo prodotto (NPI)

FASE 1: Inizio | Start
FASE 2: Proposta del prodotto | Product proposal
FASE 3: Definizione e sviluppo del prodotto | Product definition and development
FASE 4: Ingegneria di prodotto e di processo | Product and process engineering
FASE 5: Fabbisogno del prodotto e prove | Product facilities and trials
FASE 6: Produzione di massa | Mass production
FASE 7: Fine | End

Image’s copyright: Lotus Cars

19 settembre 2014

Voci del controllo di qualità in ambito meccanico

Rubrica: Qualità (il concetto di)
Titolo o argomento: Aspetti e definizioni della qualità in ambito meccanico

Cosa si può intedere per qualità? Come abbiamo introdotto nell’articolo “Che cos’è la qualità?” può essere percepita nel liguaggio comune come una caratteristica, un valore. Nell’ambito industriale, invece, la qualità è tutt’altro che un concetto soggettivo, essa rispecchia la conformità a precise specifiche (caratteristiche misurabili e realizzabili) e l’adeguatezza all’uso (valore percepito dal cliente). Il termine “qualità” non viene usato per esprimere un livello di merito in senso comparativo, né è utilizzato in senso quantitativo per valutazioni tecniche. In tali casi infatti devono essere aggiunti altri termini qualificativi quali “qualità relativa” (i prodotti/servizi sono classificati secondo una graduatoria di merito o comparativa) e “livello di qualità” o “misura della qualità” (quando vengono effettuate precise valutazioni tecniche in senso quantitativo). La qualità di un prodotto o di un servizio è influenzata da numerose attività interagenti fra loro come ad esempio: progettazione, produzione, assistenza, manutenzione.

Controllo qualità (QC)

Sistema per produrre economicamente beni o servizi con un livello di qualità che incontri le richieste del cliente.

Controllo di qualità del processo

Attività tese a ridurre e mantenere minima la variabilità dei risultati di un processo di produzione. Il miglioramento del processo, la sua standardizzazione e lo sviluppo delle tecnologie sono favorite da queste attività.

Controllo statistico del processo (SPC)

Controllo di qualità del processo attraverso metodi statistici.

Popolazione

Un insieme di tutti gli elementi aventi caratteristiche da considerare per il controllo e il miglioramento del processo e la qualità del prodotto. Un gruppo che viene trattato sulla base di campioni è normalmente la popolazione rappresentata dai campioni stessi.

Lotto

Insieme di beni prodotti nelle stesse condizioni.

Campione

Un elemento (o elementi) di un prodotto prelevato dalla popolazione al fine di analizzarne caratteristiche.

Dimensioni del campione

Numero degli elementi del prodotto nel campione.

Bias

Valore calcolato sottraendo il valore vero dalla media dei valori misurati quando vengono eseguite misurazioni multiple.

Dispersione

Variazione in valore di una caratteristica di interesse in relazione al suo valor medio. La deviazione standard normalmente viene utilizzata per rappresentare la dispersione di valori nell’ intorno della media. Riferimento immagine 1.

Istrogramma

Un diagramma che divide l’intervallo tra il valore massimo e il valore minimo di misura in diverse colonne e ne mostra la frequenza relativa in ciascuna di esse, nella forma di un grafico a barre. Ciò rende più facile stimarne la media o la dispersione. Una distribuzione simmetrica a forma di campana è detta distribuzione normale ed è molto usata negli esempi teorici, poichè le sue caratteristiche sono facili da calcolare. Tuttavia, occorre cautela perché molti processi reali non seguono una distribuzione normale e presupporlo porterebbe a conclusioni errate.

Capacità (capability) del processo

Prestazione specifica del processo, dimostrata quando è sufficientemente standardizzato (il prodotto in uscita risulta omogeneo, nelle sue caratteristiche di qualità) ogni causa di malfunzionamento è eliminata, ed esso si trova in uno stato di controllo statistico. La capacità del processo è pari a ±3σ o 6σ quando la caratteristica in uscita dal processo mostra una distribuzione normale. σ (sigma) indica la deviazione standard.

Indice della capacità di processo (PCI o Cp)

Indice che misura la possibilità che un processo possiede di realizzare un risultato coerente con determinate prescrizioni. Dovrebbe essere sempre maggiore di 1σ. E’ calcolato dividendo la tolleranza di una caratteristica per la capacità del processo (6σ). Il valore calcolato dividendo dividendo per 3σ la differenza tra la media (X segnato) e un limite di tolleranza, può essere assunto come valore dell’ indice in caso di tolleranza unilaterale. L’indice di capacità di processo assume che una caratteristica segua la distribuzione normale. Riferimento immagini 2 e 3.

Carte di controllo

Usata per controllare il processo, separa le variazioni casuali da quelle dovute ad un cattivo funzionamento. La carta di controllo consiste in una linea centrale (CL) e linee di controllo razionalmente disposte sopra e sotto di essa (UCL e LCL). Si può affermare che il processo sia sotto controllo statistico quando tutti i punti rilevati, relativi alle sue caratteristiche, si trovano all’ interno delle due linee di controllo senza tendenze marcate. La carta di controllo è un utile strumento per verificare il processo di produzione e quindi la qualità del prodotto. Riferimento immagine 4.

Variazioni casuali

Queste variazioni hanno una importanza relativamente bassa. Qualora identificate, esse sarebbero tecnologicamente e/o economicamente impossibili da eliminare.

Carta di controllo X(segnato)-R

Carta utilizzata per il controllo di processo, in grado di fornire il maggior numero di informazioni sul processo stesso. La carta X(segnato)-R consiste nella carta di controllo X(segnato), che usa la media di ogni sottogruppo per monitorare Bias anomali della media del processo, e la carta di controllo R, che usa il range per valutare variazioni anormali. Normalmente le due carte vengono utilizzate insieme.

Come leggere la carta di controllo

Le tendenze (trend) illustrate di seguito sono quelle tipicamente considerate indesiderabili su una carta di controllo e stanno a significare che il processo è affetto da un effetto sistematico al quale si deve porre rimedio. Questi esempi rappresentano solo regole indicative. Nella definizione di regole reali, si prenda in cosiderazione la specifica variazione del processo. Per applicare tali regole, assumendo che le linee di controllo inferiore e superiore siano distanti dalla linea centrale di 3σ, si divida la carta di controllo in sei aree ad intervalli di 1σ. Lo stesso principio può essere applicato alla carta di controllo X e alla carta X(segnato). Si ipotizza una distribuzione normale. E’ possibile formulare altre regole in base ad ogni tipo di distribuzione.

Per gentile cortesia di Mitutoyo Italiana s.r.l.
Approfondimenti tratti dagli appunti universitari dell’autore

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Che cos’è la Qualità?
Voci del controllo di qualità in ambito meccanico

24 maggio 201414 gennaio 2020

Principio di funzionamento della microscopia a scansione di sonda

Rubrica: Strumenti e attrezzature

Titolo o argomento: I mezzi per studiare morfologia e proprietà dei corpi solidi

Segue da:
Che cos’è la Microscopia a scansione di sonda?

Principio di funzionamento

Come introdotto nel precedente articolo di questa rubrica, la microscopia a scansione di sonda (Scanning Probe Microscopy o, semplicemente, SPM) investiga microstrutture superficiali, e le relative proprietà locali, mediante una speciale sonda appuntita a forma di ago. La porzione di ago utilizzata nelle analisi ha dimensioni pari a soli 10 nanometri. La distanza tra punta e campione (che non si toccano mai) è solitamente compresa tra 0,1 e 10 nanometri. A seconda del tipo di SPM vi sono diverse modalità di interazione tra punta e campione utili per generare indirettamente una mappa tridimensionale della superficie analizzata.

Si sfrutta ad esempio la corrente elettrica, più precisamente l’effetto tunnel, nei microscopi di tipo STM (microscopi a effetto tunnel), così come si sfruttano le forze di van der Waals (forze di tipo attrattivo e repulsivo a livello atomico) nei microscopi di tipo AFM (microscopi a forza atomica). Ma si può far perno anche su forze di tipo magnetico, forze elettriche e persino fenomeni ottici, al fine di ottenere indirettamente la scansione di una superficie a livello atomico.

In ognuno dei casi citati lo scopo è quello di tenere sempre costante la distanza tra la sonda ed il campione, ovviamente questo non è direttamente possibile in quanto ogni superficie, anche quella apparentemente più liscia, se ingrandita mostra delle importanti irregolarità (specie a livello atomico). Per riuscirci è necessario ricorrere a qualche stratagemma, lo stesso che poi permette di mappare la topografia superficiale.

Ora se utilizziamo un principio fisico (corrente elettrica, forze atomiche, forze magnetiche, forze elettriche, fenomeni ottici) possiamo sapere che ad una precisa distanza della sonda dal campione l’entità del tale fenomeno fisico ha un preciso valore corrispondente (che nel nostro esempio chiameremo parametro “P” – vedi l’immagine in basso). Ovviamente vi è una dipendenza univoca tra il parametro “P” e la distanza “z” che intercorre tra sonda e campione. A questo punto un sistema, detto di retroazione “FS”, si occupa di mantenere costante la distanza punta-campione semplicemente controllando le variazioni del parametro “P” al fine di apportare correzioni alla distanza sonda-campione e riportarla quasi istantaneamente al valore “P₀” impostato dall’operatore. Affinché ciò sia possibile il segnale che interpreta lo scostamento dal parametro “P” (ΔP = P-Po) viene amplificato ed inviato ad un trasduttore piezoelettrico “PT” incaricato di effettuare il controllo. Nel caso in cui lo scostamento dal parametro “P” sia maggiore di 0,01 Å (dove Å significa Ångström ovvero 1×10^-10 m) il trasduttore riporta la distanza al valore predefinito (che corrisponde ovviamente ad un ΔP nullo, ovvero segnale differenziale nullo).

In questo archibugio risiede il trucco per il rilievo topografico della microstruttura superficiale presa in esame. Sono infatti tutti i valori degli scostamenti da “P₀“, una volta memorizzati, a fornire i dati per tracciare al computer una mappa fedele della superficie (immagine topografica). Oltre alla analisi topografica della superficie i microscopi a scansione permettono analisi di altre proprietà (meccaniche, elettriche, magnetiche, ottiche) fondamentali per chi opera nei più disparati settori correlati alla fisica delle superfici.

Continua…

Si ringrazia per i preziosi spunti, la disponibilità ed il materiale di studio fornito il Prof. Andrea Di Donato del dipartimento di Ingegneria Biomedica, Elettronica e delle Telecomunicazioni dell’Università Politecnica delle Marche.

Unità di misura e conversioni

1 nm = 1 x 10^-6 mm ovvero 0,000001 mm (milionesima parte del millimetro)
1 nm = 1 x 10^-9 m ovvero 0,000000001 m (miliardesima parte del metro)

1 Å = 0,1 nm = 1 x 10^-7 mm ovvero 0,0000001 mm (decimilionesima parte del mm)
1 Å = 1 x 10^-10 m ovvero 0,0000000001 m (decimiliardesima parte del metro)

0,01 Å = 0,001 nm = 1 x 10^-9 mm ovvero 0,000000001 mm (miliardesima parte del mm)

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Che cos’è la Microscopia a scansione di sonda?
Principio di funzionamento della microscopia a scansione di sonda
Tipologie di microscopia a scansione di sonda (STM, AFM, EFM, MFM, SNOM) – Articoli in modalità PRO
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Ralph DTE nanometrico – Prossimamente

Schema microscopia a scansione di sonda SPM

Schema logico di funzionamento della microscopia a scansione di sonda SPM.
Immagine tratta dalle dispense universitarie.

18 maggio 201414 gennaio 2020

Che cos’è la microscopia a scansione di sonda?

Rubrica: Strumenti e attrezzature

Titolo o argomento: I mezzi per studiare morfologia e proprietà dei corpi solidi

La microscopia a scansione di sonda (Scanning Probe Microscopy o SPM) è una tecnica che permette lo studio della morfologia e delle proprietà locali dei corpi solidi. Detto più semplicemente, permette di analizzare le superfici dei materiali traendone mappe tridimensionali e preziose informazioni fisiche. Per raggiungere lo scopo essa si avvale di potenti strumenti ad alta risoluzione spaziale.

Se inizialmente si trattava di una tecnica difficilmente accessibile e considerata peculiarità di pochi centri di ricerca, oggi è ormai largamente diffusa e disponibile per la stragrande maggioranza dei ricercatori in fisica delle superfici e tecnologia dei film sottili. Tale tecnica ha dato origine allo sviluppo di nuovi metodi adottati con esiti soddisfacenti nel campo delle nanotecnologie, ovvero in quell’ambito dove si creano strutture su scala nanometrica.

Il primo microscopio a scansione di sonda fu quello ad effetto tunnel definito anche STM ovvero Scanning Tunnelling Microscopy. Frutto del genio degli scienziati svizzeri Gerd Binnig e Heinrich Rohrer (siamo nel 1981) il microscopio a scansione di sonda ad effetto tunnel è allo stesso tempo semplice ed efficace per ricavare informazioni fisiche su una superficie avvalendosi di una risoluzione spaziale spinta fino alle dimensioni atomiche.

La microscopia a scansione di sonda investiga le superfici mediante una speciale sonda appuntita a forma di ago. La porzione di ago utilizzata nelle analisi ha dimensioni pari a soli 10 nanometri. La distanza tra punta e campione (che non devono mai entrare in contatto) è solitamente compresa tra 0,1 e 10 nanometri. A seconda del tipo di SPM vi sono diverse modalità di interazione tra punta e campione utili per generare indirettamente una mappa tridimensionale della superficie analizzata. Si sfrutta ad esempio la corrente elettrica, più precisamente l’effetto tunnel, nei microscopi di tipo STM (microscopi a effetto tunnel), così come si sfruttano le forze di van der Waals (forze di tipo attrattivo e repulsivo a livello atomico) nei microscopi di tipo AFM (microscopi a forza atomica). Ma si può far perno anche su forze di tipo magnetico, forze elettriche e persino fenomeni ottici, al fine di ottenere indirettamente la scansione di una superficie a livello atomico.

Nel caso già accennato dell’STM la modalità di interazione tra punta e campione si basa sulla corrente di tunnel tra punta metallica e campione conduttore (come vedremo in seguito, si produce una differente intensità di corrente tra gli estremi sonda-campione, ai quali è applicata una tensione, a seconda della distanza che vi intercorre; un sistema retroattivo, per riportare la distanza sonda-campione al valore predefinito, restituisce in uscita il valore di picchi e avvallamenti della superficie misurati nell’ordine dei nanometri). Tale tecnica venne riconosciuta quando permise di vedere la struttura atomica di alcune superfici tra cui, in particolare, quella del silicio monocristallino (di cui avrete già sentito parlare nel campo, ormai largamente diffuso, dei pannelli fotovoltaici). Oggi la microscopia a scansione di sonda rappresenta un settore di tecnologia e di ricerca applicata in crescente espansione.

La microscopia a scansione di sonda si avvale di diverse tecniche, ognuna delle quali fa perno su differenti principi fisici, per analizzare la morfologia delle superfici. Dopo il microscopio ad effetto tunnel (STM), infatti, nacquero rapidamente il microscopio a forza atomica (AFM), quello a forza magnetica (MFM), quello a forza elettrica (EFM) ed il microscopio ottico a scansione in campo vicino (SNOM). Ne vedremo in maniera semplificata il principio di funzionamento, l’utilità ed i campi di applicazione, nonché le principali caratteristiche distintive tipo per tipo negli articoli correlati.

Continua…

Unità di misura e conversioni

1 nm = 1 x 10^-6 mm ovvero 0,000001 mm (milionesima parte del millimetro)
1 nm = 1 x 10^-9 m ovvero 0,000000001 m (miliardesima parte del metro)

1 Å = 0,1 nm = 1 x 10^-7 mm ovvero 0,0000001 mm (decimilionesima parte del mm)
1 Å = 1 x 10^-10 m ovvero 0,0000000001 m (decimiliardesima parte del metro)

0,01 Å = 0,001 nm = 1 x 10^-9 mm ovvero 0,000000001 mm (miliardesima parte del mm)

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Esempio di superficie da analizzare riprodotta virtualmente, a livello atomico,
assieme alla sonda appuntita. In evidenza l’effetto tunnel e la migrazione degli
elettroni (rappresentata dal fascio luminoso) nel momento di massima intensità,
ovvero quando la sonda raggiunge la distanza minima prevista dalla superficie.

Images created by Archimedes Exhibitions (www.archimedes-exhibitions.de) for
the Max Planck Institute of Microstructure Physics (www.mpi-halle.mpg.de)

16 aprile 2014

Trasferimento di energia meccanica

Rubrica: Ingegneria e Meccatronica

Titolo o argomento: Trasferire l’energia meccanica mediante sistemi rotanti, traslanti

Per trasferire l’energia meccanica si fa uso di organi che, messi assieme, costituiscono un sistema tecnico in grado di assolvere tale compito. Per far ciò è necessario che almeno un elemento abbia la capacità di muoversi, e quindi trasferire energia, basandosi su appositi supporti e guide in grado di vincolare il movimento affinché sia cinematicamente corretto rispetto all’elemento di riferimento, ad esempio un basamento, un supporto o un telaio. Gli organi atti a trasferire l’energia meccanica possono essere suddivisi in base al tipo di movimento consentito dai loro vincoli, ovvero: rotazione (per la trasmissione di momenti torcenti e movimenti rotatori, a tal scopo si usano gli “alberi”) e traslazione (per la trasmissione di forze di trazione e compressione, nonché per movimenti lineari, in questo caso si adottano “aste e steli”).

Rotazione

Elementi rigidi come gli alberi con supporti permettono di trasferire momenti torcenti e forze di trazione e compressione. Vedi le immagini in basso.

Elementi elastici come gli alberi flessibili permettono di trasmettere momenti torcenti, essi sono perlopiù assimilabili ad una sorta di cavo in grado di flettersi ma allo stesso tempo resistere alle sollecitazioni di torsione.

Elementi articolati come gli alberi cardanici permettono di trasmettere momenti torcenti. Ne sono un esempio apprezzato le trasmissioni di alcuni particolari motocicli ed i semiassi delle automobili. Vedi le immagini in basso.

Traslazione

Elementi rigidi come le aste dotate di guide permettono di trasferire momenti torcenti e forze di trazione e compressione. Tipici esempi sono rappresentati dagli attuatori pneumatici e idraulici utilizzati nell’automazione e sulle macchine movimento terra. Vedi le immagini in basso.

Elementi flessibili come i cavi con guaina tipo Bowden e le funi permettono di trasmettere forze di trazione e compressione. Si tratta di componenti molto simili ai cavi con guaina adottati sulle biciclette per l’azionamento dei freni e sui motocicli per l’azionamento della frizione.

Elementi articolati come le catene e gli elementi di compressione guidati permettono di trasferire forze di trazione e compressione. Un esempio è rappresentato dalle catene impiegate nei porti turistici e nei cantieri navali per muovere (frenare, tirare…) le imbarcazioni e, più precisamente, per la messa a secco o per la messa a mare.

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Trasferimento di energia meccanica
Trasformazione di energia meccanica – In preparazione
Accumulo di energia – In preparazione
Organi di regolazione meccanici – In preparazione

31 marzo 2014

Technology for Creators – Parte prima

Rubrica: Multimedia

Titolo o argomento: Contenuti digitali pensati per i nostri lettori

Di seguito la video sintesi tratta dalle riprese che abbiamo effettuato presso il MECSPE 2014 di Parma. Nella descrizione introduttiva si riporta:

Se vi state preoccupando circa i costi di simili strumenti, attrezzature, macchinari e quant’altro… sì è vero, hanno prezzi che vanno dai mille Euro fino a superare, anche abbondantemente, il milione d’Euro. Ovvio quindi che senza una produzione adeguata è impossibile acquistare e ammortizzare simili tecnologie. Il caso vuole che una certa crisi economica mondiale abbia, nelle aziende mentalmente aperte e predisposte, elasticizzato sia le menti che i servizi offerti. Non vi serve quindi un mega mutuo/prestito per accedere ad un macchinario che potrebbe tramutarsi nella dannazione della vostra vita, è sufficiente affidarsi (tramite opportuni contratti e accordi di segretezza per la tutela delle vostre idee), ad aziende che dispongano già di simili macchinari e che offrano a privati, professionisti e aziende la possibilità di accedervi. Scoprirete così che l’utilizzo di un macchinario per il taglio laser o ad acqua, del costo pari ad un piccolo condominio, a voi costa solo pochi centesimi di Euro al metro lineare di taglio; l’utilizzo di una fresatrice a controllo numerico da mezzo milione di Euro a voi costa qualche centinaio d’Euro per la prototipazione del vostro giunto, la vostra piastra, il vostro assieme… e così via. E se temete che le vostre idee possano, nonostante gli accordi di segretezza, trapelare e ispirare terzi, allora potete ricorrere al buon vecchio trucco di far realizzare 10 parti a 10 aziende diverse (a patto che non siano interconnesse tra loro) e realizzare le ultime finiture e l’assemblaggio presso il vostro laboratorio.

Insomma è a questo punto chiaro che “potete fare tutto” senza per forza ipotecare la casa o rischiare in maniera smisurata. Molti, infatti, non si stanno accorgendo che oggi inizia ad essere più difficile studiare in modo corretto, ricercare in modo efficace, coltivare metodi, idee e logiche, nonché avere la capacità di trasformare concetti in realtà, piuttosto che trovare fondi enormi che sovente non sono nemmeno realmente necessari ma, anzi, possono rappresentare un grave errore d’impresa. Ecco, probabilmente da queste ultime parole, ora riuscite ad inquadrare meglio quanto viene espresso alla pagina STUDIO di questo Blog.

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Technology for Creators.
Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione
e la produzione nei più disparati settori industriali.
A cura di Ralph DTE.

31 marzo 201426 novembre 2018

MECSPE 2014: Puoi costruire… tutto.

Rubrica: Eventi

Titolo o argomento: Fiera delle tecnologie per l’innovazione

Se il vostro problema è “Come si fa?” allora una buona dose di studi in Meccanica industriale alle scuole superiori o, per chi desidera andare oltre, in Ingegneria meccanica, non può far altro che bene. Se il vostro problema invece è “Ora che lo so, come lo realizzo?” allora una visitina al MECSPE di Parma dove assumere, fino a tre volte consecutive in un anno, i contenuti più variegati (talvolta persino bizzarri) per via oculare, auricolare e tattile, non genererà effetti collaterali indesiderati ma, anzi, produrrà solo benefici che pervaderanno le menti dei più creativi restituendo un senso di naturale soddisfazione.

Di seguito riportiamo alcuni degli scatti di maggior interesse effettuati in fiera ed una curiosa video sintesi che speriamo possiate gradire nella sua semplicità. Le immagini riportano dei richiami ad alcune delle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione e la produzione nei più disparati settori industriali, gli strumenti oggi a disposizione per i più creativi, per coloro che sentono di voler esprimere il proprio genio e le proprie abilità attraverso tecnologie di spessore. Si va dai sistemi di automazione, robotica e intelligenza artificiale, passando per la meccatronica, i sistemi di misura, la scansione 3d, la prototipazione rapida, la stampa 3d, il taglio laser, lo stampaggio di metalli, plastiche e gomme, la fonderia… fino alle macchine a controllo numerico, i sistemi automatizzati per la saldatura e le sfide tecnologiche del futuro. Hanno partecipato, infatti, anche gli studenti del Team H2politO del Politecnico di Torino con i loro ammirabili prototipi di vetture (ora anche con tecnologia Range Extender di cui abbiamo parlato in più occasioni su questo Blog) di cui offriremo maggiori approfonditamente negli appositi articoli che stiamo preparando (anche per le voci “Motori elettrici, Motori a idrogeno, Motori Range Extender” della sezione Automotive alternativo del sito dedicato al nostro LAB Motorsport www.ralph-dte.net).

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Technology for Creators. Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione e la produzione nei più disparati settori industriali. A cura di Ralph DTE.

Image’s copyright: Lotus Cars

Per gentile cortesia di Mitutoyo Italiana s.r.l. Approfondimenti tratti dagli appunti universitari dell’autore

Schema logico di funzionamento della microscopia a scansione di sonda SPM. Immagine tratta dalle dispense universitarie.

Images created by Archimedes Exhibitions (www.archimedes-exhibitions.de) for the Max Planck Institute of Microstructure Physics (www.mpi-halle.mpg.de)

Technology for Creators. Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione e la produzione nei più disparati settori industriali. A cura di Ralph DTE.

Technology for Creators.
Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione
e la produzione nei più disparati settori industriali.
A cura di Ralph DTE.

Per gentile cortesia di Mitutoyo Italiana s.r.l.
Approfondimenti tratti dagli appunti universitari dell’autore

Schema logico di funzionamento della microscopia a scansione di sonda SPM.
Immagine tratta dalle dispense universitarie.

Images created by Archimedes Exhibitions (www.archimedes-exhibitions.de) for
the Max Planck Institute of Microstructure Physics (www.mpi-halle.mpg.de)

Technology for Creators.
Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione
e la produzione nei più disparati settori industriali.
A cura di Ralph DTE.