parti di ricambio

Parti di ricambio stampate in 3D: un esempio

Una delle richieste che riceviamo più spesso riguarda la realizzazione di pezzi di ricambio: oggi vi raccontiamo come portiamo a termine questi lavori, prendendone come esempio uno che riteniamo fra i più interessanti.

1. Il problema

Il nostro cliente possiede una Nissan Patrol simile a questa (la foto è solo esemplificativa), sulla quale ha eseguito alcune modifiche. Il cruscotto, in particolare, è stato modificato per poter accogliere alcuni comandi e indicatori che di serie non sono presenti, per cui in alcune parti sono state fatte delle aggiunte e delle sostituzioni artigianali.
A forza di lavorarci, tuttavia, la parte centrale ha iniziato a rovinarsi – e in alcuni punti addirittura a rompersi – come si può vedere bene dalla foto seguente, in cui vediamo il pezzo smontato: vi sono segni di riverniciature e di rivestimenti con pellicola adesiva, oltre alla parte con i tre fori per i quadranti che è stata realizzata a parte e incollata provvisoriamente.

Di certo il pezzo non è più adatto ad essere usato, specialmente da qualcuno che tiene all’aspetto e alla cura dell’auto. Questo ha dato luogo a due problemi.

Per prima cosa il ricambio originale era pressoché introvabile, vi sono diverse varianti del cruscotto e non c’era verso di trovarne da nessuna parte uno corrispondente e in buone condizioni.

Inoltre, anche trovandolo, sarebbe comunque stato necessario adattarlo per accogliere i tre indicatori rotondi in alto, che di serie non esistono. Un lavoro non particolarmente difficile, ma incerto per quanto riguarda la resa estetica finale.

È stato a questo punto che il proprietario dell’auto ci ha chiesto se potevamo aiutarlo.

«Dovrei riprodurre questo» ci ha detto portandoci l’auto e il cruscotto smontato «includendo nel pezzo nuovo queste modifiche che ho fatto io artigianalmente. Secondo voi si può fare?»

Dobbiamo ammettere che a una prima occhiata sembrava un’impresa disperata: si tratta di un componente con una forma complessa, con numerose parti a incastro che devono combaciare perfettamente e come se non bastasse rovinato in molti punti. Solo fare il rilievo e ricavare tutte le misure necessarie (angoli, inclinazioni, raggi delle curvature, spessori degli incastri, ecc.) non sarebbe stata cosa da poco. A quel punto sarebbe iniziato il lavoro vero: realizzare un modello digitale del pezzo, preciso al millimetro, e poi riuscire a stamparlo in 3D senza difetti (chi è pratico di stampa 3D conosce bene le difficoltà che possono presentarsi in casi come questo).

Ciò nonostante, dopo le dovute considerazioni abbiamo deciso che dopotutto si poteva tentare.

«Non sarà facile, ma si può fare. Puoi lasciarci il pezzo per un giorno o due, così lo misuriamo?»
– «Certo, grazie!»
«Grazie a te, poi ti chiamiamo appena è pronto quello nuovo»

2. Rilievo e progettazione

Che si tratti di riprodurre un portapenne o una turbina a reazione (sì, ci è capitato di fare entrambe le cose, è il bello di questo lavoro) tutto inizia con le misurazioni dell’oggetto originale.

Finché si tratta di lunghezze, spessori e diametri non ci sono particolari difficoltà, basta misurare e annotare le dimensioni. Quando si passa agli angoli le cose iniziano a complicarsi, soprattutto quando vi sono diverse superfici angolate che si collegano le une alle altre, questo cruscotto ne è pieno. Il difficile arriva quando si vuole fare il rilievo di superfici curve e bombate, come quelle che qui si trovano ai due lati, ma con le tecniche e gli strumenti giusti è comunque possibile.

A questo punto si passa alla modellazione 3D: con un software CAD si disegna l’oggetto in tre dimensioni, inserendo tutte le misure ottenute in precedenza.
Molti pensano che i modelli 3D si ottengano facendo fare il lavoro a uno scanner, ma non è quasi mai così. Il motivo è molto semplice: se faccio la scansione di un pezzo rotto, ciò che otterrò sarà il modello 3D di… un pezzo rotto. Il computer non è così intelligente da capire che forma e che aspetto dovrà avere quello nuovo, per cui bisogna armarsi di pazienza e disegnare ogni linea, angolo, foro e tutto il resto esattamente nel modo in cui li vorremo ottenere nell’oggetto stampato.

Vi sveliamo un segreto: il difficile in questi casi è più che altro iniziare. In genere si cerca di identificare dei volumi elementari che compongono l’oggetto, per poi aggiungere i dettagli su di essi.
Questo cruscotto però è dotato di molti incastri ed elementi che devono combaciare con altre parti dell’auto, quindi bisogna fin dal principio tenere conto anche di tutte queste piccole parti e del loro posizionamento.
Il modello 3D così disegnato viene infine paragonato con l’oggetto originale, controllando che non vi siano discrepanze.
Quando si è sicuri che tutto coincida, si può finalmente passare alla stampa.

3. La stampa

Questa che vedete è la stampante che abbiamo usato: ne abbiamo diverse a seconda del tipo di oggetto da produrre dal momento che alcune sono più precise, altre permettono di ottenere pezzi più grandi, altre sono adatte all’utilizzo di materiali particolari.

A proposito di materiali, questa è la prima scelta da fare quando arriva il momento di stampare. Per questo cruscotto, ad esempio, non ci sono grandi requisiti di resistenza meccanica (a parte alcuni degli incastri) mentre è bene considerare che in estate dovrà sopportare temperature relativamente elevate e si troverà esposto ai raggi solari.

I materiali disponibili sono molteplici, conoscendo le caratteristiche e il comportamento di ciascuno di loro si può selezionare il più adatto.

Nel momento in cui stavamo lavorando su questo progetto non avevamo in mente di scriverne il resoconto che state leggendo, quindi sfortunatamente non abbiamo foto o video del cruscotto nel momento in cui stava venendo stampato.
Considerate le dimensioni (circa 40cm di larghezza) e la precisione necessaria è stata una stampa piuttosto lunga, la stampante ha impiegato oltre 30 ore per produrre il cruscotto.
Una volta estratto il pezzo dalla stampante rimane da fare solo un po’ di post-lavorazione: rimuovere i residui di materiale, carteggiare eventuali imperfezioni sulla superficie e infine ricoprire quest’ultima con uno spray protettivo.
Qui potete vedere il cruscotto finito: la forma è identica a quella dell’originale, in modo da adattarsi perfettamente una volta montato. Le modifiche richieste dal proprietario sono state integrate direttamente in fase di progetto, per cui a differenza di prima ora è tutto un pezzo unico: solo un esame attento potrebbe rivelare che in realtà non si tratta di un pezzo di serie.

Se vi è piaciuto questo piccolo riepilogo fatecelo sapere, cercheremo di aggiungerne altri relativamente ai progetti più interessanti.
Nel caso voleste approfondire l’argomento e imparare a fare voi stessi un lavoro di questo tipo, ricordate che possiamo insegnarvelo direttamente: organizziamo periodicamente i nostri corsi di progettazione e stampa 3D!