Stampa 3D avanzata: OpenVCAD permette di progettare oggetti con materiali diversi in modo semplice

La stampa 3D fa passi da gigante, e grazie a questa stampante sarà possibile progettare in modo semplice diversi oggetti.

Chiunque si sia cimentato nella progettazione 3D sa bene quanto possa diventare complicato creare oggetti che combinano materiali diversi. Non basta più disegnare forme: serve pensare come un artigiano digitale, capace di gestire densità, rigidità e transizioni fluide tra le parti. È proprio qui che entra in gioco un nuovo strumento nato all’Università del Colorado Boulder.

Si chiama OpenVCAD, ed è un software open-source sviluppato da Charles Wade, dottorando nel Dipartimento di Informatica, all’interno del Matter Assembly Computation Lab guidato dal professor Robert MacCurdy. L’idea è semplice, ma potente: un sistema che non si limita a disegnare le forme, ma mappa anche dove e come devono essere collocati i diversi materiali in un oggetto tridimensionale.

Il progetto, descritto in un articolo pubblicato su Additive Manufacturing, offre agli ingegneri un modo completamente nuovo di concepire la progettazione digitale. Invece di scrivere da zero codice per ogni prototipo, come si è sempre fatto, OpenVCAD fornisce una base già pronta, una sorta di infrastruttura universale per il design multi-materiale. 

In pratica, OpenVCAD alleggerisce quella parte noiosa e ripetitiva del lavoro, lasciando più spazio alla creatività. Ed è proprio questo il bello: poter passare più tempo a immaginare e meno a scrivere righe di codice.

Superare i limiti del design tradizionale

Chi lavora con la stampa 3D sa che i software tradizionali di CAD si basano su un concetto molto rigido: rappresentano gli oggetti solo come “gusci”, cioè superfici che racchiudono un materiale uniforme. Ma il mondo reale, e quello della meccanica avanzata, non funziona così. Pensiamo a una scarpa: la suola è più rigida nella parte inferiore e più morbida in quella superiore. Questo tipo di gradiente di materiali, detto anche gradient design, è difficilissimo da tradurre in un file di stampa con i mezzi tradizionali.

Ecco perché è nato OpenVCAD. Il software permette di comporre funzioni matematiche complesse e di assegnarle direttamente come materiali, generando oggetti che variano gradualmente da un componente all’altro. Invece di dover ridisegnare ogni passaggio a mano, basta cambiare un singolo parametro per vedere l’intero progetto aggiornarsi in tempo reale. Un sistema intuitivo, capace di unire flessibilità e precisione: due qualità che raramente convivono nel design digitale.

Un futuro modulare

Le possibilità d’uso, come sottolinea lo studio, sono praticamente infinite. Il team ha già testato OpenVCAD su stampanti 3D capaci di gestire fino a cinque materiali contemporaneamente, ma la cosa davvero interessante è il suo potenziale trasversale. In ambito medico, ad esempio, il software può aiutare a creare modelli anatomici realistici per l’addestramento chirurgico, con parti più morbide o più rigide a seconda dei tessuti. Nella robotica morbida, invece, consente di progettare attuatori flessibili che si piegano in una direzione e restano rigidi nell’altra, qualcosa di quasi impossibile con i vecchi metodi.

Ma non finisce qui: OpenVCAD è in grado di attribuire proprietà meccaniche specifiche a singole sezioni di una struttura reticolare, il che apre scenari nuovi per l’ingegneria dei materiali e l’assorbimento degli urti. Tutto questo in un ambiente completamente open-source, accessibile a chiunque. Il pacchetto include persino una versione Python, che permette di importare il software e iniziare a progettare con una sola riga di codice.