Il produttore della Florida nScrypt sviluppa micro-erogazione ad alta precisione e attrezzature e soluzioni per la produzione digitale diretta per una vasta gamma di settori. Solo pochi mesi fa, il suo gruppo di ricerca e sviluppo Sciperio , specializzato in soluzioni interdisciplinari, ha ricevuto un contratto di seconda fase dall’US Air Force per il suo progetto di antenne phased array antenne stampate in 3D. Ora abbiamo imparato che insieme, nScrypt e Sciperio hanno ottenuto un brevetto per la produzione di precisione su larga scala.
nScrypt è in realtà una società spin-out di Sciperio, che ha creato la tecnologia che nScrypt ha commercializzato nell’ambito del programma Mesoscopic Integrated Conformal Electronics (MICE) con la Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ). Il loro nuovo brevetto USA n. 10.162.339 B2per “Produzione automatizzata usando strutture modulari e feedback in tempo reale per il controllo di precisione”, che ha 15 rivendicazioni dipendenti e 3 indipendenti, è per una macchina e un processo scalabili che combinano processi di produzione additivi e tradizionali per la fabbricazione di pezzi grandi e altamente precisi . Il CEO di nScrypt, il Dr. Ken Church, è l’inventore principale, ei suoi co-inventori sono Paul Deffenbaugh, responsabile dell’engineering e della ricerca e sviluppo; Ingegnere elettrico Josh Goldfarb; Charles (Mike) Newton, che dirige il Centro di Cyberfacturing di nScrypt; e progettista meccanico Michael Owens.
“Abbiamo visto la necessità di un sistema di produzione digitale diretta in grado di realizzare pezzi di grandi dimensioni con alta precisione e tolleranze ristrette”, ha spiegato il dott. Church. “Questo sistema brevettato, che può essere assemblato da travi standard per renderlo scalabile a un prezzo ragionevole, combina più sistemi di controllo del movimento, controllo del computer e sensori che forniscono un feedback continuo per ottimizzare la stampa 3D o il processo di produzione tradizionale per grandi, alte parti di precisione. “
Il brevetto, depositato da Sciperio nell’aprile del 2016, è ufficialmente efficace dal 25 dicembre 2018, con la data di scadenza regolata fissata al 12 maggio 2036.
Sia la macchina ibrida, sia il suo nuovo processo, utilizzano travi modulari o una struttura rigida, insieme a tre sistemi di movimento controllati da un computer e coordinati da numerosi sensori che offrono un feedback continuo a circuito chiuso in tempo reale che consente XYZ molto piccoli adeguamenti di produzione. Il sistema può essere ridimensionato dalla più piccola frazione di un metro fino a centinaia di metri, grazie alle travi standard che compongono il telaio; ciò consente la produzione di parti precise e di grandi dimensioni con risoluzione nanometrica.
Diagramma a blocchi che illustra un apparecchio che include una pluralità di sistemi di movimento e sensori.
L’abstract per il brevetto afferma: “Il primo sistema di motion control controllato dal computer e il secondo sistema di motion control controllato dal computer utilizzano le informazioni dalla pluralità di sensori per facilitare il coordinamento tra il primo sistema di motion computer controllato e il secondo sistema di motion control controllato.”
Uno dei sistemi di controllo del movimento è responsabile di come e quando il gantry si muove, mentre il secondo è in controllo del movimento della parte attualmente in costruzione. L’ultimo sistema di controllo del movimento gestisce un gantry aggiuntivo, che può contenere sia la testata di produzione tradizionale che quella additiva, a seconda di cosa viene costruito. Questo secondo gantry si posiziona sul primo gantry, mentre un controller di sistema utilizza i dati raccolti dai sensori per coordinare i sistemi di movimento multipli in tempo reale. La cosa interessante è che se questi sistemi si spostano fuori luogo, sono in grado di adattarsi nuovamente nella posizione corretta.
Un diagramma dal brevetto, con un umano per scala.
“Le implicazioni di ciò sono la realizzazione di piattaforme di grandi dimensioni, molto grandi e di grandi dimensioni che presentano specifiche di movimento molto precise (da centinaia di micron a centinaia di millimetri) e aggiungono un secondo sistema di gantry veloce con estrema precisione (da nanometri a micron) e utilizzando sensori per ottenere stampe di grandi superfici con tolleranze di precisione estreme nelle stampe, nella fresatura, nella lucidatura, nella perforazione, nella finitura superficiale, nell’additivo, nella sottrattiva o in qualsiasi parte di un processo di produzione automatizzato “, si legge nel brevetto.
Per quanto riguarda gli elementi che compongono la macchina stessa, i sensori di movimento possono essere tutti i meccanismi che vengono spostati negli assi XYZ dai computer, come le viti a ricircolo di sfere, le trasmissioni a cinghia e le trasmissioni a motore lineare. I sensori possono essere acustici, laser, ottici, RF o semi-conduttivi, mentre le teste degli utensili per la macchina possono essere utilizzate per attività di produzione convenzionali come lucidatura, fresatura e taglio, o estrusori di materiali di stampa 3D e micro-erogazione.
