Come realizzare una scultura cinetica in legno

Il progetto di scultura cinetica prosegue ed il primo prototipo è completo. Ho ultimato la definizione del motore del rotore principale e sono andato a determinare la modalità di trasmissione della forza al rotore secondario. La struttura è ancora da definire esteticamente ma il meccanismo funziona. In questo tutorial vi faccio vedere tutte le parti e la sezione della struttura. 

Sono andato avanti con il progetto di scultura cinetica e sono arrivato credo a buon punto l'opera non è ancora completata però come potete vedere dall'immagine diciamo che i primi risultati si cominciano a vedere.

Lo dicevo già nell'altro video, ci sono delle sculture cinetiche che almeno a me mi affascina, cioè, io sono molto affascinato da questi sistemi

Per realizzarle ci sono tantissime modalità diverse, tantissimi sistemi di trasmissione delle forze. Io mi sono concentrato per il momento su questo ho cominciato a diciamo cercare di definire un primo prototipo, concentrandomi prima di tutto sulla parte relativa al motore della macchina, poi il resto diciamo è abbastanza più semplice.

Ci sono una serie di cose che bisogna capire per poter realizzare una scultura cinetica funzionante. Non è una cosa complicatissima, ma alcune cose vanno comprese.

Alcune di queste hanno a che fare con la struttura. Modalità di innesto dei cuscinetti a sfera, equilibrio dei rotori, bilanciamento degli stessi. 

Insomma con un minimo di logica e di manualità si riesce a raggiungere l'obiettivo. Questa macchina è per me il primo prototipo più o meno definitivo che sono andato a realizzare e adesso andremo a vedere proprio nel dettaglio come è stato strutturato ed il singolo pezzo per cercare di spiegare un po' il meccanismo.

In modo tale che chi fosse interessato a queste cose possa poi provare a realizzarle.

Allora prima di andare a vedere la macchina volevo farvi vedere praticamente in sezione la sequenza dei pezzi.

Allora questa, l'immagine che vedete sopra, è la versione completa.

Primo elemento fondamentale: il motore

Il motore è un insieme di sistemi di aggancio e sgancio che può essere realizzato in vari modi, e qui sta il divertimento, che generalmente fanno capo a 2 rotori, uno che gira in un senso ed uno che gira nell'altro, il modo di alternanza delle rotazioni è determinato dal disegno generale della struttura ma anche, cosa non secondaria, dal bilanciamento dei rotori stessi.

Ma torniamo al motore. Come viene azionato? Cioè cosa determina l'innesto del movimento? Le sculture cinetiche sono sempre azionate da 2 diverse tipologie di innesco:

1. un peso

2. molla a tensione costante

Nel primo caso abbiamo delle macchine cui è collegato un peso che, mediante un sistema di riduzioni della forza e mediante il sopra richiamato sistema di agganci e sganci trasmette la forza ad un rotore il quale, mediante il sistema di nuovo degli agganci e sganci a sua volta trasmette la forza di spinta al secondo rotore.

Nel secondo caso abbiamo lo stesso identico meccanismo solo che che in questo caso la forza è impressa da una molla a tensione costante.

Per cui, abbiamo 2 rotori che ruotano attorno ad un asse (la vite centrale). I due rotori sono collegati tra loro per il mezzo di un sistema di agganci e sganci che servono a distribuire la forza una volta sull'uno e una volta sull'altro. La forza impressa è applicata mediante un peso o mediante una molla a tensione costante.

Tutto il sistema però si basa su di un equilibrio molto preciso che può essere determinato solo una volta che abbiamo assemblato la macchina. In pratica mediante un sistema di contrappesi e/o pesi possiamo andare ad agire su:

a. velocità di movimento dei rotori

b. baricentro del rotore

In via generale possiamo dire che inserendo pesi in modo uniforme sul rotore (cioè non modificandone il bilanciamento) andremo a rallentare il movimento del rotore stesso. In pratica più aumentiamo il peso sul rotore in modo uniforme è più rallentiamo la sua velocità di rotazione (a parità di forza impressa, sia essa mediante peso che mediante molla a tensione costante). Inoltre teniamo presente che più andiamo ad inserire il peso lontano dall'asse e più questo rallenterà il movimento del rotore.

Andando ad inserire pesi in modo non uniforme (variando quindi il punto di bilanciamento del rotore) andremo a determinare una modifica nelle oscillazioni del rotore stesso. Questo tipo di inserimento di peso lo si utilizza per far si che ad una determinata velocità il rotore tenda a posizionarsi in una posizione specifica, che poi è quella di sgancio.

Per posizione di sgancio dobbiamo intendere quel particolare punto nel quale il sistema di aggancio e sgancio di cui sopra entra in funzione e determina il passaggio della forza da un rotore all'altro. Questo è un aspetto molto importante in quanto determina il funzionamento della macchina.

Oltre quanto detto ci sono altri aspetti correlati. In pratica la velocità di rotazione ed il numero di agganci e sganci che la macchina compie durante le sue rotazioni determina la durata di carica della macchina stessa. Una scultura cinetica come detto lavora mediante l'innesco di una forza (un peso o una molla a tensione costante). Il tempo di durata di questa carica con la macchina in movimento è quello che costituisce la differenza tra una macchina ben progettata e una che non lo è.

In pratica, se ad esempio vado a costruire una macchina che è bilanciata con un peso da 1 kg e, una volta caricata con una linea di scorrimento di un metro (la lunghezza della corda che tiene il peso prima che questo giunga a fine corsa, ad esempio a terra) e questa avrà una durata di movimento di 10 minuti questa sarà, rispetto ad un altra identica macchina che però avrà una durata di 30 minuti, mal progettata. Come detto sopra variando il bilanciamento della macchina, a parità di struttura, posso avere comportamento molto diversi e quindi durate di carica molto differenti. Questo è ciò che intriga di più delle sculture cinetiche, ed è anche il bello di progettarsele da soli.

Ovvio, idearla, progettarla, costruirla e farla funzionare costa molto più impegno del comprarsela bella e pronta piuttosto che acquistare un progetto, stamparlo e montarlo. Ma se ci piace il fai da te le seconde 2 ipotesi sono decisamente da scartare. Anche se mi rendo conto che non tutti hanno la voglia di applicarsi. Ma questa è un'altra storia.