ITUB20159621A1 - Metodo e sistema per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additiva e per renderlo tracciabile - Google Patents

Description

D E S C RI Z I O NE

dell’invenzione industriale dal titolo:

"Metodo e sistema per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additi va e per renderlo tracci abile"

a nome di G.D S.p.A., di nazionalità italiana, con sede a 40133 BOLOGNA, Via Battindamo, 91.

Inventori designati: Angelo Li Vigni, Andrea Grimandi, Luca Federici. Depositata il: . . . Domanda N° . .

La presente invenzione rientra nel settore tecnico della realizzazione di oggetti mediante una tecnica di produzione additi va (ovvero mediante una cosiddetta tecnica di “additive manufacturing”, anche nota più genericamente come “stampa 3D”). In particolare, Γ invenzione è relativa ad un metodo e ad un sistema per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additiva e per renderlo tracciabile.

Con il termine “produzione additiva” ci si riferisce ad un processo per mezzo del quale un modello digitale tridimensionale viene usato per depositare a strati un materiale di formazione, sotto il controllo di un computer, fino a formare un oggetto reale corrispondente al modello digitale. In ambito industriale, la tecnica di produzione additiva viene impiegata nello specifico per la produzione di componentistica altrimenti realizzabile con le convenzionali tecniche di asportazione di truciolo o di stampaggio.

In particolare, le tecniche di produzione additiva ad oggi più utilizzate sono la modellazione a deposizione fusa (la cosiddetta “Fused Deposition Modeling” o FDM) e la sinterizzazione laser selettiva dei metalli (la cosiddetta “Direct Metal Laser Sinthering” , o DMLS), le quali implicano rispettivamente la fusione di materiale plastico con successivo deposito del materiale fuso in un piano di formazione e la sinterizzazione di polveri metalliche su successivi piani di formazione sovrapposti al fine di ottenere F oggetto finale. Altre tecniche note prevedono F utilizzo di ugelli di erogazione polimateriale ( Polyjet ) o la fusione di materiale tramite un fascio di elettroni ( EBM ),

Quindi, con la tecnica di produzione additiva risulta particolarmente semplice realizzare oggetti di varie forme e dimensioni, poiché la loro realizzazione si basa su di una semplice definizione di un modello digitale tridimensionale. Risultano eliminati, pertanto, gli investimenti usualmente necessari al produttore per la predisposizione di stampi e/o complesse progettazioni di lavorazione per asportazione di truciolo.

Tale vantaggio tecnico, tuttavia, ha incoraggiato le attività dei ri cambisti non autorizzati, che, a partire dal disegno tridimensionale dell’ oggetto originale, sono in grado di riprodurre un oggetto del tutto identico a quello del produttore.

Questa situazione ha spinto i produttori dei componenti originali a studiare metodologie che permettessero di tracciare gli oggetti da loro realizzati con la tecnica di produzione additiva.

Sono noti sistemi per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additiva e per renderlo tracciabile, come ad esempio quello divulgato dal documento US2009/0 173443. Tale sistema comprende una testa di erogazione del materiale, che è configurata per realizzare un oggetto (con tecnica FDM) in modo da definire all’interno dello stesso una sede in cui alloggiare un tag RFID o simile. Il sistema comprende ulteriormente mezzi di presa, che collaborano con la testa di erogazione del materiale per prelevare il tag da un magazzino ed inserirlo nella sede.

Durante la realizzazione dell’oggetto, una volta realizzata la sede, la testa di erogazione viene arrestata e vengono azionati i mezzi di presa. Quando il tag RFID è stato disposto nella sede, la testa di erogazione può ricominciare a lavorare, occludendo l’accesso alla sede stessa. L’oggetto ottenuto mediante tale sistema risulta pertanto tracci abile dal produttore, e, quindi, riconoscibile rispetto ad oggetti di differente provenienza.

Tuttavia, la soluzione sopradescritta implica una scarsa flessibilità del sistema: infatti, l’attività della testa di erogazione e quella dei mezzi di presa risultano strettamente vincolate tra loro. Di conseguenza, un eventuale arresto dei mezzi di presa (dovuto a malfunzionamenti, danneggiamenti, e/o operazioni di manutenzione) comporta necessariamente la disattivazione della testa di erogazione, e quindi l’arresto di tutto il sistema.

Ulteriormente, la soluzione suddetta risulta strutturalmente complessa e comporta costi elevati.

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i sopracitati inconvenienti.

Detto scopo è raggiunto proponendo un metodo ed un sistema per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additiva e per renderlo tracci abile in accordo con le rivendicazioni sotto riportate.

Vantaggiosamente, il metodo ed il sistema secondo la presente invenzione offrono un’elevata flessibilità rispetto alle soluzioni note. Con l’invenzione, infatti, le operazioni eseguite per la realizzazione dell’oggetto e quelle eseguite per renderlo tracci abile risultano tra loro indipendenti, ovvero non risultano tra loro vincolate.

La presente invenzione risulta inoltre più semplice e dai costi contenuti rispetto all’arte nota.

Ulteriori vantaggi saranno resi evidenti nella seguente trattazione, in cui si farà riferimento al disegno allegato, che illustra in maniera schematica ed esemplificativa un sistema secondo l’invenzione per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additi va e renderlo tracciabile. Il disegno allegato illustra altresì, in maniera schematica ed esemplificativa, le fasi di un metodo secondo l’invenzione per realizzare un oggetto mediante una tecnica di produzione additi va e renderlo tracciabile.

Con riferimento al disegno allegato, è stata indicato con il riferimento numerico 1 un sistema secondo la presente invenzione per realizzare un oggetto O mediante una tecnica di produzione addi riva e renderlo tracciabile.

Il sistema 1 secondo l’invenzione comprende una stazione di formazione 2, comprendente a sua volta un piano di formazione 20 e mezzi erogatori 21. Questi ultimi sono predisposti per erogare sul piano di formazione 20 una pluralità di strati di un materiale di formazione M uno sull’altro, fino a realizzare il citato oggetto O.

In particolare, il sistema 1 comprende ulteriormente una stazione di stampa 3 (illustrata in maniera schematica nel disegno), che riceve l’oggetto O realizzato nella stazione di formazione 2. La stazione di stampa 3 comprende mezzi di stampa 30, per stampare su di una porzione predeterminata del citato oggetto O un segno grafico predeterminato (non visibile nel disegno allegato) mediante un materiale tracciante T.

Come noto nella tecnica, i mezzi erogatori 21 agiscono sotto il controllo di un computer, seguendo un modello digitale tridimensionale prestabilito. Vantaggiosamente, mediante il sistema 1 secondo la presente invenzione è possibile realizzare un oggetto O tramite una tecnica di produzione additiva e renderlo tracciabile (ovvero identificabile) in maniera particolarmente flessibile. Infatti, la stazione di formazione 2 e la stazione di stampa 3 risultano svincolate tra loro: contrariamente alle soluzioni di tipo noto, la stazione di stampa 3, che rende tracciabile Γ oggetto O, riceve Γ oggetto O una volta che oggetto O stesso è stato interamente realizzato. Quindi, in caso arresto della stazione di stampa 3 (ad esempio per malfunzionamenti, danneggiamenti od interventi di manutenzione), risulta possibile mantenere attiva la stazione di formazione 2, proseguendo le operazioni di realizzazione degli oggetti O.

La stazione di formazione 2 e la stazione di stampa 3 possono agire, quindi, in lassi di tempo anche distanti tra loro, e, inoltre, possono essere all’ occorrenza disposte in posizioni tra loro remote (ad esempio differenti stabilimenti).

Il sistema 1 proposto, ulteriormente, risulta strutturalmente più semplice e dai costi contenuti rispetto ai sistemi noti.

Ad esempio, i mezzi di stampa 30 comprendono un ugello erogatore 30, come nel caso illustrato.

Alternativamente, i mezzi di stampa 30 possono comprendere una pluralità di ugelli erogatori. Nel caso di uno o più ugelli erogatori, la tecnologia di stampa prevista può essere del tipo a getto di inchiostro.

Chiaramente, i mezzi di stampa possono comprendere qualsiasi dispositivo idoneo a stampare sulla porzione predeterminata del citato oggetto O un segno grafico mediante un materiale tracciante T. Ad esempio, i mezzi di stampa possono comprendere un tampone, ed in questo caso può essere prevista la tecnologia di stampa tampografica.

Nel dettaglio, per materiale tracciante T si intende un materiale comprendente particelle od elementi traccianti, identificabili mediante idonei mezzi di identificazione o lettura. In particolare, un materiale tracciante è tale non essere visibile ad occhio nudo, ma da reagire (e quindi risultare visibile) se esposto ad una particolare sorgente. A seconda della sorgente a cui reagisce, il materiale tracciante può essere del tipo ultravioletto, infrarosso, fotocromatico, luminescente o fluorescente. Ad esempio, il materiale tracciante T è un inchiostro tracciante od una vernice tracciante.

Ulteriormente, con segno grafico si intende una espressione grafica di qualsiasi tipologia (numerica e/o alfabetica e/o figurativa, ecc..).

Con riferimento al disegno, la stazione di formazione 2 può essere predisposta per eseguire la realizzazione del oggetto O mediante la tecnica di modellazione a deposizione fusa (la cosiddetta “Fused Deposition Modeling” o FDM). Tale tecnica, come precedentemente anticipato, prevede Γ impiego di un materiale di formazione M di tipo plastico che viene fuso e quindi depositato per strati sul piano di formazione 20 mediante i mezzi erogatori 21, al fine di ottenere oggetto O.

I mezzi erogatori 21 illustrati sono costituiti da una testa di erogazione 21, che può essere mobile lungo due differenti direzioni (ad esempio le direzioni definite dagli assi x ed y di un sistema cartesiano tridimensionale di riferimento con origine su di un piano parallelo al piano di formazione 20), al fine di distribuire il materiale di formazione M sul piano di formazione 20. Il piano di formazione 20, posizionato al disotto della testa di erogazione 21 nel disegno allegato, può invece essere mobile lungo una direzione perpendicolare alle direzioni di movimentazione della testa di erogazione 21 (ad esempio la direzione definita dall’asse z del sistema cartesiano tridimensionale di riferimento suddetto). Gli assi z ed x sono stati indicati a titolo di esempio nel disegno.

Chiaramente, la stazione di formazione 2 può essere predisposta per realizzare l’oggetto O con tecniche di produzione additiva anche differenti da quella appena descritta, come ad esempio quelle indicate nella parte introduttiva della presente trattazione.

L’invenzione attiene ulteriormente ad un metodo per realizzare un oggetto O mediante una tecnica di produzione additiva e per renderlo tracciabile. II metodo può essere attuato, ad esempio, mediante il sistema 1 sopradescritto.

Il metodo secondo l’invenzione comprende la fase di depositare una pluralità di strati di un materiale di formazione M uno sull’altro, fino a realizzare l’oggetto O.

In particolare, il metodo comprende, a seguito della fase sopradetta, la fase di stampare su di una porzione determinata del citato oggetto O un segno grafico predeterminato mediante un materiale tracciante T.

Il metodo secondo l’invenzione garantisce i medesimi vantaggi del sistema 1 sopradescritto, ovvero consente di realizzare un oggetto O tramite una tecnica di produzione additiva e di renderlo tracciabile in maniera particolarmente flessibile rispetto ai metodi noti. Infatti, le operazioni di realizzazione dell’oggetto O e quelle necessarie per renderlo tracciabile (quindi le operazioni di stampa del segno grafico) risultano svincolate tra loro, contrariamente all’arte nota. Le suddette fasi possono essere eseguite, quindi, in lassi temporali e luoghi fisici anche distanti tra loro, a seconda delle necessità.

II metodo proposto, ulteriormente, risulta più semplice ed implica costi contenuti rispetto ai metodi noti.

Secondo una preferita forma di realizzazione dell’invenzione, il segno grafico predeterminato che viene stampato è un marchio di impresa registrato del produttore. Vantaggiosamente, tale forma di realizzazione ottimizza ulteriormente la tracciabilità degli oggetti O realizzati da parte del produttore rispetto ad altri oggetti di differente provenienza, Infatti, in questo caso la tracciabilità dell’oggetto O è data in maniera sinergica dalla combinazione della presenza del marchio di impresa registrato e del materiale tracciante T.

Come già detto, il materiale tracciante T può essere un inchiostro tracciante od una vernice tracciante.

Ad esempio, il citato oggetto O è un componente meccanico destinato ad essere impiegato in una macchina automatica.

Preferibilmente, la citata porzione determinata non è soggetta ad usura durante l’uso dell’ oggetto O medesimo. Pertanto, ciò evita il logoramento/danneggi amento del simbolo grafico stampato sull’ oggetto O, garantendo la tracciabilità di quest’ ultimo nel tempo. Tale specifica risulta particolarmente vantaggiosa nel caso in cui l’oggetto O sia un componente meccanico destinato ad essere impiegato in una macchina automatica, ove usualmente alcune porzioni del componente sono soggette a sfregamento e, quindi, all’usura superficiale delle stesse.

Preferibilmente, la citata porzione determinata rimane visibile quando l’oggetto O è predisposto all’uso. Tale specifica, vantaggiosamente, rende particolarmente pratiche le operazioni di verifica della presenza di materiale tracciante T (ovvero le operazioni di identificazione di un oggetto O realizzato dal produttore), in quanto la porzione determinata è facilmente individuabile. Anche quest’ ultima specifica si dimostra particolarmente vantaggiosa laddove l’oggetto O sia un componente meccanico destinato ad essere impiegato in una macchina automatica. Tale situazione, infatti, rende possibile la verifica della presenza di materiale tracciante T anche una volta che il componente meccanico è stato montato sulla macchina automatica, evitando la necessità di smontaggio del componente da quest’ ultima.

Claims (3)

1. R IV EN D I C A ZI O N I 1) Metodo per realizzare un oggetto (O) mediante una tecnica di produzione additi va e per renderlo tracci abile, comprendente la fase di: depositare una pluralità di strati di un materiale di formazione (M) uno sull’altro, fino a realizzare il citato oggetto (O); caratterizzato dal fatto di comprendere, a seguito della fase sopradetta, la fase di: stampare su di una porzione determinata del citato oggetto (O) un segno grafico predeterminato mediante un materiale tracciante (T).
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il citato segno grafico predeterminato è un marchio di impresa registrato del produttore del citato oggetto (O).
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la citata porzione determinata dell’ oggetto (O) non è soggetta ad usura durante fuso dell’oggetto (O) medesimo, 4) Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la citata porzione determinata dell’ oggetto (O) rimane visibile quando l’oggetto (O) è predisposto all’ uso. 5) Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il materiale tracciante (T) è un inchiostro tracciante od una vernice tracciante. 6) Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il citato oggetto (O) è un componente meccanico destinato ad essere impiegato in una macchina automatica. 7) Sistema (1) per realizzare un oggetto (O) mediante una tecnica di produzione additi va e per renderlo tracci abile, comprendente: una stazione di formazione (2), comprendente un piano di formazione (20) e mezzi erogatori (21), per erogare sul piano di formazione (20) una pluralità di strati di un materiale di formazione (M) uno sul Γ altro, fino a realizzare il citato oggetto (O); caratterizzato dal fatto di comprendere: una stazione di stampa (3), che riceve oggetto (O) realizzato nella stazione di formazione (2) e che comprende mezzi di stampa (30), per stampare su di una porzione predeterminata del citato oggetto (O) un segno grafico predeterminato mediante un materiale tracciante (T),