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Prodotti industriali: testina di stampa ad impatto (dot matrix).

Le testine ad aghi sono utilizzate nelle stampanti ad impatto e sono costituite da una serie di elettromagneti ad alte prestazioni ognuno dei quali aziona un ago (diametro 0.2-0.25 mm) "lanciandolo" a colpire la carta da stampare.

Tra ago e carta viene interposto un nastro in tessuto inchiostrato che cede l'inchiostro alla carta. Il carattere stampato è formato da una serie di punti disposti seguendo una matrice predefinita: da ciò la definizione "dot matrix" usata per questo tipo di stampanti.

Dopo aver definito le specifiche del prodotto industriale con il cliente abbiamo elaborato il concept dal punto di vista sistemistico definendone le principali caratteristiche e i vincoli progettuali; abbiamo poi svolto della simulazioni elettromagnetiche e una analisi del problema con metodo TRIZ.

Qui trovate le caratteristiche della testina ad aghi da noi progettata.

Simulazioni elettromagnetiche.

Con la collaborazione del Politecnico di Torino sono state eseguite delle simulazione con il metodo degli elementi finiti (fem) per definire il miglior disegno del gruppo elettromagnete in modo da ottenere le prestazioni richieste.

Sono state minimizzate l'assorbimento di corrente e la dispersione di energia, sotto forma di calore, ed è stata massimizzata la forza di impatto dell'ago (coppia di rotazione dell'armatura).

L'uso della simulazione numerica ha consentito di dimensionare correttamente il gruppo elettromagnete evitare la realizzazione di prototipi fisici di verifica e conseguentemente riducendo tempi e costi del processo di sviluppo prodotto.

Analisi TRIZ.

Con la collaborazione dell'Università di Firenze è stata invece condotta una analisi utilizzando il metodo TRIZ OTSM con l'obbiettivo di massimizzare la qualità di stampa.

Tra i vari parametri di funzionamento della testina che incidono sulla qualità di stampa sono stati scelti i due che emergevano: la corsa statica e la forza di impatto.

Dopo aver condensato il know-how del team di progetto nel Problem Flow Network (diagramma che illustra la rete di problemi e le loro relazioni) e aver condotto una dettagliata analisi brevettuale sono stati scelti i problemi da affrontare e risolvere usando la matrice in figura.

Usando gli strumenti del metodo TRIZ OTSM (nuvole di contraddizioni, analisi funzionale, ...) sono stati affrontati i problemi scelti e definite delle soluzioni concettuali.

L'uso del metodo TRIZ ha portato evidenti e quantificabili effetti positivi sia sul prodotto industriale (prestazioni, costi, fattori competitivi) sia sul processo di sviluppo del prodotto (tempi e costi).

Progetto esecutivo.

Partendo dai risultati ottenuti con la simulazione numerica e con l'analisi TRIZ abbiamo iniziato la fase di progettazione cad/cam utilizzando il software parametrico PTC Creo.

La fase di modellazione è stata integrata con l'uso di altre metodologie a supporto della progettazione: DfMA (design for manufacturing and assembly), DoE (design of experiment), DTC (Design To Cost) e Robust Design – Taguchi.

Con i modelli 3D cad e le relative messe in tavola complementari sono stati costruiti, assemblati e provati i prototipi tecnologici  per poi apportate le migliorie e ottimizzazioni al progetto complessivo.

Integrata la documentazione cad finale con la lista materiali,i disegni e le procedure di assemblaggio e collaudo si è passati alla fase di produzione in massa.

Abbiamo realizzato le macchine automatiche speciali necessarie alla produzione e collaudo e progettato e curato l'allestimento del reparto produttivo.