Il T-slot framing è una tecnologia largamente impiegata da più di 30 anni nell’automazione industriale, nella robotica e nella creazione di cabine per isolamento di macchine. Recentemente, questi sistemi a framing sono stati sempre più miniaturizzati e il loro costo di acquisto si è notevolmente ridotto. Adesso non solo sono piccoli a sufficienza per lavorare come sistemi per la costruzione di modelli, ma hanno anche raggiunto un livello di robustezza e precisione che li rendono ideali per la costruzione di macchine reali e robot.
Il sistema alla base del T-slot framing consiste di profilati di alluminio a sezione quadrata, di vari connettori e di qualche componente aggiuntivo che rende possibile la costruzione di pressochè qualsiasi cosa. La modularità dei profilati in alluminio è basata sulle fessure a T(T-slot) chiamate così proprio per la loro particolare forma. Le fessure a “T” normalemnte sono presenti su tutti i lati e rendono possibile qualsiasi posizionamento lungo tutto l’asse del profilato e su qualsiasi lato.
Recentemente parecchie proposte di T-Slot framing sono disponibili sul mercato e grazie alla loro versatilità e al loro prezzo abbordabile, sono diventate la scelta ottimali per moltissime applicazioni. Fra tutte quelle disponibili su Internet ne ho scelte 4:
- MakerBeam
- OpenBeam
- MicroMax
- 80/20
Nella figura seguente vengono mostrati in scala e rispettivamente, le sezioni dei profilati Micromax, MakerBeam e OpenBeam. I profilati Micromax e MakerBeam hanno una sezione quadrata di 1cm di lato mentre i profilati OpenBeam hanno sezione quadrata di 1.5cm di lato.
La figura seguente (Fig.3) mostra cone le T-slot e le T-nut vengono concepite nei profilati MakerBeam:
e in Fig.4 viene mostrato invece come vengono concepiti nei profilati MicroMax:
ed infine, la Figura 5 mostra come invece vengono concepiti nei profilati OpenBeam.
Come possiamo vedere, ognuno di essi rappresenta un modo diverso di concepire l’uso di una T-slot.
I profilati MicroRax e OpenBeam usano la coppia dado-bullone perfettamente nel modo opposto a come viene utilizzata nei profilati MakerBeam. E’ il dado (quindi T-nut) che sta nella fessura a T (T-slot) e non la testa del bullone. Inoltre, il dado utilizzato nei profilati OpenBeam è un normale dado M2! E’ possibile acquistarlo in qualsiasi ferramenta senza quindi pagare cifre più elevate per ordinare dei dadi in formato particolare.
Gli Starter Kits (kit di partenza)
Una volta fatta la nostra scelta e deciso quale di questi sistemi è più di nostro gradimento, è certamente saggio partire con l’acquisto di uno starter kit. Questi kit di partenza contengono tutto ciò di cui abbiamo bisogno per sviluppare pressochè il 90% dei progetti possibili. Se così non fosse, è sempre possibile ordinare i componenti aggiuntivi che ci mancano per aggiungerli al kit.
Il kit della MakerBeam disponibile sia in nero che in alluminio naturale, viene all’incirca intorno alle 100 euro. E’ il kit al momento più venduto proprio per le sue dimensioni più piccoli ed il prezzo più contenuto.
Le componenti del T-Slot framing
DADI E BULLONI
Ci sono moltissimi tipi di dadi e bulloni che possono essere adattati alle T-slot, ciascuno dei quali presenta pregi e difetti a seconda di quello che ci siamo preposti di realizzare. Qui di seguito verranno elencate le tipologie principali che accumunano tutte le possibili coppie dadi-bulloni. Queste tipologie sono state classificate in base a come il dado viene inserito nella T-slot (e quindi T-nut).
Slide-In T-Nuts
Slide-in T-nuts sono tutti i dati che devono essere inseriti alle estremità del profilato. Con questo tipo di dadi è necessario inserire tutti i dadi prima di assemblare i vari componenti.
Drop-in T-Nuts
Drop-in T-Nuts sono tutti i dadi che possono essere caricati direttamente nella fessura grazie alle loro dimensioni ridotte ma che poi richiedono una rotazione prima di essere avvitati per aderire alla fessura a T.
Roll-in T-Nuts
Roll-in T-Nuts sono tutti i dati che hanno una forma tipica a semicilindro che permettono l’inserimento diretto nella fessura a T, inserendolo prima da un lato e poi con una rotazione interna dall’altro. Spesso molti di essi però una volta inseriti possono essere estratti solo da una delle due estremità laterali.
Self Aligning T-Nuts
Self-Aligning T-Nuts sono tutti quei dadi con sezione doppia, la cui parte inferiore si adatta alla particolare forma della T-slot. Al momento dell’avvitamento la parte inferiore farà presa sulla cavità fissando il bullone alla cavità ed evitando rotazioni.
PIASTRE DI CONGIUNZIONE
Le piaste di congiunzione permettono di connettere più profilati tra di loro e a seconda della loro forma ed angolo permettono di realizzare diversi frame.
Per esempio all’interno dei kit di MakerBeam ci sono delle piaste di congiunzione che permettono di formare angoli di 45°.
PANNELLI E SPORTELLI
E’ possibile anche creare delle cabine, armadi o contenitore utilizzando dei cardini, pannelli, mensoline e maniglie.
Infatti è possibile racchiudere i pannelli in frame quadrati inserendo i bordi esterni del pannello all’interno delle T-slot.
Ecco un esempio che illustra in modo breve come incastrare i pannelli all’interno di frame fatti dai profilati di alluminio. Questo è il tutorial (usa i profilati MicroRax).
Estendi le tue possibilità
Esistono supporti per motori che possono essere avvitati direttamente sui profilati, alcuni di essi anche ad angolo. Questi ci permettono di montare praticamente qualsiasi motore direttamente sui frame. Un caso molto comune è l’integrazione di motori passo-passo NEMA17, usati soprattutto per la costruzione di stampanti 3D. Ma è possibile usare anche motori a corrente continua e Servo motori.
Un altro esempio, è l’integrazione di circuiti stampati e schede sui T-slot framing. Infatti è possibile inserire le schede elettroniche direttamente nelle T-slot racchiudendole all’interno di frame come abbiamo già visto per i pannelli. .
Ma se per qualche motivo ciò non fosse possibile, grazie all’uso di alcuni spacer è possibile avvitare una scheda elettronica direttamente sopra un frame.
Molte altre componenti meccaniche sono compatibili e possono essere adattate ai T-slot framing. Si possono così aggiungere ai nostri progetti, puleggie, cinghe, cuscinetti, assi, sensori e così via..
Supera ogni limite!
Non c’è proprio limite a quello che puoi fare con i profilati di alluminio. Data la natura open-source dei profilati OpenBeam e MakerBeam, è possibile sviluppare e realizzare i propri pezzi di congiunzione, espandendo così le possibilità ed i limit dei T-slot attuali. Infatti, se disponi di una stampante 3D non ci sono davvero limiti a quello che puoi creare. Il poter realizzare da soli i componenti di congiunzione permette di poter implementare ulteriori integrazioni.
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