Buongiorno.
Sono cinque anni che non entro in questo forum e apprendo con piacere che nel frattempo è stata creata una sezione "3D"
Ed è proprio per mostrarvi una mia realizzazione 3D che sono rientrato nel forum.

Tuttavia, essendo il mio primo post dopo la prematura scomparsa di Pierino la Peste, che mi aveva aiutato tanto a fine 2012, inizio 2013 per la riparazione di un pendolo elettro-meccanico Siemens-Halske, non posso non soffermarmi un attimo per ricordarlo.
Grazie Pierino. Riposa in pace.

IL PROBLEMA
Tornando alla pendola di mia Nonna Caterina, ecco una foto del tamburo (bariletto) della suoneria danneggiato. Direi un classico!



Un paio di anni fa mi ero messo in testa di ripararlo, con un "semplice" inserto in ottone, non avendo né la capacità né l'attrezzatura per riprodurlo per intero (o almeno riprodurne la ghiera). Tuttavia ho poi messo da parte l'idea perché l'intervento sarebbe stato distruttivo dell'originale. Considerato che sarebbe stato la mia prima riparazione di questo genere, ho preferito non mettere a rischio un orologio che per me ha un grande valore sentimentale, e rinunciare per il momento.

LA SVOLTA
Tre settimane fa ho acquistato una stampante 3D.
È una Anet A8, una stampante cinese "entry level", clone della Prusa, che vendono online come kit a bassissimo costo (180 euro, spedizione compresa).



L'ho scelta per imparare la tecnica, ben consapevole che la qualità è modesta.
Come tutti i neofiti della stampa 3D, ho iniziato con la riproduzione di oggetti ideati e disegnati da altri.
Ma poiché (come dice giustamente Freddy76) "qui sul forum siamo tutte persone che creano cose", ho voluto cimentarmi con qualcosa di più impegnativo e creativo che la semplice stampa di oggetti altrui.

Quale miglior banco di prova del bariletto di cui sopra?
Ho quindi realizzato il disegno 3D del pezzo su Onshape:



Da questo ho creato il file STL, che con un software "slicer" (Cura 3D) ho trasformato in .gcode, il formato di input di questo tipo di stampanti.

Ho quindi stampato il prototipo della sola ghiera, in PLA a media risoluzione, per verificare che l'interfaccia fosse buona. Ecco il risultato:



Si può notare che la forma dei denti non è ottimale; l'ho quindi migliorata.
Poiché Onshape è un software CAD parametrico (vedi discussione "Come si comincia?"), la modifica della forma è stata una questione di pochi click, per l'inserimento dei parametri corretti della ghiera.
La forma "a uncino" di alcuni denti era invece dovuta alla calibrazione non ottimale della stampante. La calibrazione è l'aspetto più delicato della stampa 3D, specie con stampanti economiche che non sono dotate di meccanismi di compensazione...

Sono quindi passato alla stampa del prototipo dell'intero assieme bariletto (perdonate la piastra non pulita, ma avevo fretta di realizzare il pezzo). Sempre in PLA, ma stavolta ad alta risoluzione. La stampa ha richiesto circa 3h30m (tre ore e mezza). Il consumo di filamento di plastica intorno ai 40 cent di euro (il pezzo pesa 20g, il PLA va a circa 20 euro al chilo).





Ho rimontato il tutto, e l'ho messo alla prova



Filmato accelerato del movimento suoneria. Funziona!


PROSSIMI PASSI
1. Intanto so già che il pezzo finale andrà realizzato in Nylon (non in PLA), materiale il doppio più costoso e più difficile da stampare, ma che dà garanzie di resistenza e durata molto maggiori del PLA. Ho già acquistato il Nylon, devo solo avere il tempo di stampare

2. Il sistema di ancoraggio della molla di carica va ovviamente migliorato (quello con vite e dado era provvisorio, solo per permettermi di fare una verifica di funzionamento del bariletto)

3. lo spessore della parete del tamburo va aumentato di qualche decimo, per compensare la minor resistenza dell'assieme realizzato in materiale diverso dall'ottone. Anche in questo caso, poiché ho usato un CAD parametrico, la modifica dello spessore sarà una questione di pochi click

Vi terrò aggiornati.
Vostri commenti saranno molto graditi, tenendo presente che non sono un orologiaio (né amatore, né tanto meno di professione), quindi spero che mi perdonerete qualche inesattezza tecnica e che capirete che lo scopo del mio post è solo di dimostrare quali siano le potenzialità della stampa 3D applicata a questo campo. Comunque ogni consiglio che mi aiuti a crescere sarà più che benvenuto.

A presto
D

Aggiungo una breve considerazione sui tempi di realizzazione e sui costi del bariletto in questione.

Ho già detto che la stampa del prototipo dell'assieme ha richiesto circa 3h30m
Il disegno in 3D mi ha portato via diverse ore. Ma considerate che sono in fase di apprendimento iniziale.
Secondo me con un po' di pratica ci si sta entro un'ora scarsa (compresi i tempi per la misurazione dell'originale e la realizzazione di uno schizzo a mano - secondo me indispensabile).
La realizzazione del prototipo della sola ghiera ha richiesto circa 15 min
Questo WE conto di ristampare il pezzo in Nylon; ci vorranno un'altre tre ore e mezza... (N.B.: durante le quali si deve essere nei pressi della stampante, per verificare che tutto fili liscio).

Quindi la realizzazione del pezzo finale, tutto compreso, richiede circa 8 ore - di cui 7 dedicate alla stampa (quindi "passive").

Costi:
prototipo ghiera - 10 cent
prototipo assieme bariletto - 40 cent
pezzo finale - 80 cent

Resta da aggiungere il costo dell'energia elettrica: considerato che la stampante ha una potenza di 20W, arrotondando a 10 ore di utilizzo, fanno 200W in un'ora... cioè abbondantemente sotto il kilowattora. Direi che la spesa in energia elettrica è irrisoria, dell'ordine di pochi centesimi (5 centesimi circa).

Quindi tutto incluso: Bariletto nuovo in Nylon = 1,50 euro...
Non lo proporrei certo per la nuova pubblicità di una nota carta di credito

Siete proprio sicuri che le specifiche di carico di rottura del Teflon siano inadeguate all'impiego?
Siete altrettanto sicuri che cambi qualcosa se tutto l'orologio è in materiale plastico?

Io ci rifletterei...

Non avendo certezze, penso però che l'istinto ci dice (me compreso) che la resistenza è inferiore, ma questa inferiorità presunta forse è più che sufficiente.
Inoltre come ben sapete il PTFE (Teflon) è autolubrificante ed elastico, requisiti non del tutto scomodi.

Appena ho tempo cerco su qualche tabella. Sarebbe utile sapere qual'è la forza esercitata dalla molla, in modo da poter fare qualche conto.

Credo che tra le molte possibilità, quella di doversi realizzare parti meccaniche di orologi antichi con metodi "moderni", sia tra le più interessanti e praticabili per noi tutti.
Sia in termini di attrezzatura necessaria, che di manualità, usare una stampante 3d è senz'altro alla portata di tutti coloro che hanno una minima capacità col pc.

Ecco perché mi è sembrato utile stimolare la discussione, in modo da appurare se con i comuni materiali di stampa 3D si possano ottenere prestazioni meccaniche sufficienti.

Siccome l'intuito non è sempre uno strumento di valutazione affidabile, penso valga la pena, nei nostri limiti, di sviscerare l'argomento. Sicuramente chi già lavora con questi materiali si potrebbe essere fatto queste domande e magari ci faciliterebbe la riflessione. Oppure possiamo prendere in considerazione le forze e il carico di rottura del Teflon e provare a dare da soli una risposta.

Non dimentichiamo che il nylon è materiale standard per la realizzazione di ingranaggi. Sul'adeguatezza del materiale base non ci piove, dunque . Rispetto all'ottone, direi a naso che il tecnopolimero sia addirittura vantaggioso dal punto di vista della resilienza. Se proprio ci si vuole togliere dei dubbi, Il calcolo di verifica dell'ingranaggio è alla portata di chi ha una formazione a livello di perito meccanico o superiore ( e, ahimè, una mente fresca ) Per queste cose, mi associo a Luca e guardo con interesse alla applicazione del nostro amico forumista.
Qualche dubbio riguarda le effettive caratteristiche del nylon "stampato" confrontate con la classica lavorazione alla macchina utensile della barra o lo stampaggio ad iniezione. La materie plastiche, molto più dei metalli, sono configurabili anche nelle prestazioni con opportune scelte di processo produttivo. Se si riesce ad ottenere un nylon di densità , omogeneità e isotropia adeguate quel bariletto potrebbe funzionare e durare alla grande.

Grazie per gli ottimi commenti; grazie a tutti, anche ai più scettici.
Intendiamoci, anch'io non ho certezze, come mi sembra di capire non ne abbia la maggioranza di chi ha commentato.
In ogni caso, però, giusto o sbagliato che sia il mio approccio, un risultato l'ho raggiunto: sono riuscito a creare un pezzo funzionante, partendo solo da un modello.
Era il mio primo esercizio, direi che la prova è superata
Ho anche stimolato un'interessante discussione, il che non nuoce mai.

Quanto alla resistenza meccanica, posso aggiungere delle valutazioni perché io, al contrario di voi, ho il pezzo in mano.
(E' tardissimo, non ho voglia di fare le foto adesso. Spero che mi scuserete)
Ho l'impressione che il punto di debolezza non siano affatto i denti della ghiera, bensì l'ancoraggio della molla alla parete interna del tamburo.
Avevo già deciso, a priori, di fare dei test per migliorarne il design. Dopo i vostri commenti mi è venuta la tentazione di fare una campagna di test più "scientifica" e sistematica, includendo anche i denti e facendo un confronto con l'ottone. Ma dovrei avere un bariletto sacrificabile, che non ho...

Il materiale non è Teflon (mi spiace), ma nylon. Per l'esattezza Filabot TB1 Taulman Bridge, da 1.75 mm (costo circa 40 euro al kg - in USA)
Senz'altro è un materiale molto usato per costruire ruote dentate, anche di apparati che sopportano un grande sforzo (macchine impastatrici, per esempio), o grandi velocità (mozzi per la trasmissione del moto nei tachimetri delle motociclette anni 80/90).
Tuttavia...
In quei casi si tratta di ruote elicoidali, opportunamente dimensionate, fresate, o estruse, o stampate in blocco.
Tutt'altra cosa del mio "povero" bariletto!
Qui si tratta di un mero filamento, opportunamente disteso, le cui caratteristiche meccaniche dipendono molto anche da come sono orientate e sovrapposte quelle che - in fin dei conti - sono le fibre.
Quindi temo che nessuna tabella mi (ci) potrà venire in aiuto.
Di una cosa sono però certo: questo materiale è più resistente di un ottone "cotto" dopo una saldatura fatta male.
Inoltre, mi sono detto: perché rimanere vincolati alla forma originale del pezzo? Lo spazio e le dimensioni della ruota che trasmette il moto mi consentirebbero forme più affidabili e durature.
Ci devo pensare...
Spero di avere tempo nel WE per fare delle prove.
Vi terrò aggiornati.
Grazie di nuovo a tutti
D

Il problema è che il perno metallico (comunque fissato) quando sotto sforzo tende a sfibrare il tamburo lungo gli strati che in quella parte sono paralleli al vettore dello sforzo stesso... può essere però che questa fragilità dipenda anche dal fatto che la mia stampa non è di buona qualità. Vedremo nel WE...

Capisco perfettamente lo spirito di questo interessante progetto, è così che va avanti il mondo. Altresì è evidente il tentativo di unire "l'utile al dilettevole", ripristinare un oggetto caro e testare le potenzialità di una stampante.
Personalmente avrei tentato l'impresa su una pendola moderna, di quelle di poco valore... La pendola in questione è irripetibile, originale, rappresentativa di un'epoca. Quando si interviene su un oggetto simile, l'atteggiamento non può essere del "riparatore", ma bensì del restauratore, e la prima regola del restauro è il ripristino delle condizioni di origine e quando, invece si impone una sostituzione, si utilizzano gli stessi materiali (c'è chi recupera pezzi antichi da utilizzare nei restauri perché, ad esempio, l'ottone settecentesco è diverso da quello di altre epoche).
Tutto questo anche per far scervellare gli archeologi del futuro: l'enigma di una pendola di ottone stampato e bariletto di nylon.

Credo che il problema sia intrinseco nella stampa. Il materiale stampato non è omogeneo, ma è una "trama", un filo, che viene depositato strato su strato. Il risultato finale è una struttura tipicamente a nido d'ape.
Le "fibre" di questo oggetto sono disposte parallele al piano del tavolo e quindi parallelamente alla direzione della forza applicata dalla molla.

Credo che sia preferibile realizzare tutta la struttura in materiale plastico. Fare il perno in acciaio è una possibilità, ma occorre studiare bene la struttura di sostegno, altrimenti, invece di spezzarsi il perno, si spezzerà il bariletto che lo sostiene.

Il restauro in quanto tale compete a chi ha professionalità e competenze adeguate.
Tuttavia, anche in quel caso, tu mi insegni, ci sono molte "scuole" di pensiero, chi propende per un intervento "invisibile", chi per evidenziare tutti i particolari non coevi. Ho presente il quadrante di alcuni orologi recentemente restaurati a Palazzo Pitti a Firenze, per i quali la Sovrintendenza non ha voluto nemmeno omogeneizzare il colore del pessimo stucco applicato posticcio.

Nello specifico di un intervento su un movimento come quello di questa discussione, più che di restauro si tratta di ripristino di funzionalità, diversamente impossibile. Penso anche a tutti quegli orologi che per interesse collezionistico o per mero valore commerciale non "meritano" un restauro adeguato, che possono/potrebbero essere savati dall'inevitabile abbandono e conseguente oblio.

si tratta di ripristino di funzionalità, diversamente impossibile.
Chi stabilisce il confine tra oggetto di restauro e quello di ripristino?
Perché impossibile? Fare un "impianto dentale" o rifare il bariletto in ottone non è cosa complicata.

Insomma, e qui siamo nel campo della soggettività personale; mai potrei accettare che la pendola del mio bisnonno, acquistata quando nacque mio nonno fosse dotata di una, anche se invisibile, ruota di plastica. Perché? Perché l'alternativa di restauro è facilmente percorribile (il ripristino richiama alla mente un meccanismo da far funzionare...mentre la pendola della nonna del forumista ha una valenza, un valore affettivo di oggetto prima ancora che di macchinario).

Stiamo dicendola stessa cosa: dipende dal valore che si è disposti a dare all'oggetto.
Anche se io non vedo la plastica come materiale meno nobile, ma anzi, come espressione massima della tecnologia attuale (purché, lo ripeto, sia adatta da un punto di vista tecnico).

Mi chiedo: se l'orologio della torre di S. Andrea a Chioggia, del 1386 avesse avuto le ruote dentate in teflon, sarebbe arrivato fino a noi?

Concordo pienamente.
A parte l'inserimento di materiale non "coevo".......(si usa tanto questo termine che a dire il vero a me non piace).........non usato all'epoca non si ha la conoscenza delle deformazioni nel tempo del teflon.......in questo caso nylon oppure plastica
Ottimo ed interessante argomento comunque ma non userei un bariletto in plastica in questo caso.