Cart 0
Ottimizzare l’uso dei materiali per la stampa 3D attraverso l’intelligenza artificiale
Materiali stampa 3D, come possono venire ottimizzati attraverso l’Intelligenza Artificiale?
I dati sono da tempo utilizzati nella progettazione tecnica per determinare la forma di un prodotto affinché sia in grado di soddisfare specifici requisiti prestazionali. In sostanza, si crea un alias virtuale che viene utilizzato come strumento predittivo per valutare il comportamento di determinate strutture. La stampa 3D interviene poi per la realizzazione fisica di queste strutture, come prototipi ma anche con produzioni vere e proprie.
Materiali stampa 3D: alcuni esempi
A partire da questo principio, e con un approccio simile a quello già utilizzato per la creazione di concept di pneumatici “airless”, Wilson ha sviluppato un pallone da basket che impiega una struttura a maglie esagonali stampata in 3D tramite SLS – Selective Laser Sintering. La struttura, elaborata e testata dapprima digitalmente, si comporta come un metamateriale e consente al pallone di rimbalzare proprio come una palla pressurizzata standard. L’assenza di aria in pressione comporta una minore o nulla manutenzione: il pallone così costruito non perde il rimbalzo perché non si sgonfia. Il prototipo è stato realizzato in collaborazione con EOS, azienda storica nello sviluppo di macchine e materiali stampa 3D, che ha realizzato il prototipo funzionale.
Sempre in ambito sportivo, Pinarello ha recentemente presentato Bolide F HR 3D, una bicicletta stampata in 3D che verrà utilizzata dal team Italiano alle Olimpiadi di Parigi. Il telaio e la forcella Bolide F HR 3D sono stati realizzati in Scalmalloy, una lega di scandio, alluminio e magnesio ad alta resistenza. Anche in questo caso, la raccolta di dati rispetto alle sollecitazioni che vengono applicate al telaio nel momento della corsa e all’aerodinamica ottimale ha permesso di progettare una forma in grado di rispondere in modo molto preciso alle specifiche esigenze di questo prodotto. Ad esempio, il telaio in Scalmalloy, risulta leggermente più pesante rispetto a quelli tradizionali in fibra di carbonio; ma anche più resistente e stabile, caratteristiche utili in particolare agli atleti maschi, che esercitano sul telaio forze maggiori. Le scanalature orizzontali presenti sul tubo verticale, ispirate alle pinne delle megattere, consentono di ridurre la resistenza aerodinamica, ma possono essere essere realizzate solo attraverso la stampa 3D, che si rivela uno strumento perfetto per rendere tangibili le strutture più complesse.
All’interno di questo approccio, nuovi strumenti come i software basati sull’intelligenza artificiale possono essere di grande aiuto per elaborare innumerevoli iterazioni in poco tempo al fine di ottimizzare le caratteristiche di una struttura e persino di un materiale.
La NASA, ad esempio, ha iniziato a utilizzare l’intelligenza artificiale per sviluppare alcune componenti che risultano significativamente più resistenti a parità di peso. Il processo, denominato “Evolved Structures”, impiega una frazione del tempo necessario ai progettisti “umani” della NASA e si basa su un algoritmo generativo progettato appositamente per creare staffe e supporti metallici. Il software basato su AI consente di testare virtualmente una quantità enorme di possibili varianti, selezionando infine quella più efficiente in termini di rapporto tra peso e resistenza meccanica.
L’interazione tra AI e stampa 3D consentirà quindi di ottenere forme sempre più ottimizzate, risparmiando materiale, peso e, soprattutto, tempo.
Cover photo: SIMON LEE by Unsplash
