4 – Progettazione Vettoriale e File di Taglio

Obiettivi del modulo (learning outcomes)

Al termine delle 4 ore gli studenti saranno in grado di:

Usare strumenti vettoriali base in Inkscape / Illustrator / CorelDRAW per progettare contorni e incisoni.
Preparare file compatibili con macchine da taglio (SVG, DXF) rispettando le regole pratiche (tracce chiuse, conversione testi -> curve, layer separati).
Misurare e compensare il kerf (larghezza materiale asportata) attraverso semplici test e offset delle geometrie.
Ottimizzare il layout (nesting) per ridurre lo spreco di materiale e minimizzare i tempi di lavorazione.
Esportare e trasferire file al software CAM/di controllo e generare G-code di base.
Applicare pratiche di sicurezza e scelta dei materiali adeguate al taglio laser/CNC.

Durata e struttura dettagliata (4 ore = 240 minuti)

Introduzione e obiettivi — 15 min
- Panoramica del flusso lavoro: idea → vettoriale → ottimizzazione → CAM → macchina.
Dimostrazione software (Inkscape + cenni Illustrator/CorelDRAW) — 35 min
- Disegno vettoriale base, strumenti, conversioni fondamentali.
Regole file e preparazione per il taglio (pratiche) — 30 min
- Strati/layer, colori, testi → curve, stroke vs fill, unità, precisione, path chiusi.
Misura kerf e compensazione pratica — 20 min
- Test di taglio (procedura), calcolo kerf e applicazione offset.
Ottimizzazione layout / nesting — 35 min
- Tecniche manuali e principi per ridurre scarto.
Dalla grafica al G-code: panoramica CAM + simulazione — 35 min
- Import in CAM, impostazione utensile/laser, generazione G-code, simulazione.
Attività pratica di progetto (hands-on) — 40 min
- Progettare e consegnare file pronti per il taglio (brief sotto).
Consegna, presentazione rapida e Q&A — 30 min
- Verifica checklist, consegna file, discussione errori comuni.

Materiali, software e risorse richieste

Computer con:
- Inkscape (gratuito) — installato su tutte le postazioni.
- Adobe Illustrator e/o CorelDRAW (opzionali se disponibili) — cenni su interfaccia.
- Software CAM/di controllo: LightBurn o LaserWeb (laser), Fusion 360 CAM, Carbide Create, o sim (CNC).
- Visualizzatore/Simulatore G-code (opzionale).
Accesso a una macchina laser/CNC o a un simulatore per test.
Materiali di prova (es.: compensato 3 mm, MDF 3–6 mm, acrilico 3 mm), forbici, calibro digitale.
Template SVG/DXF base (forniti dall’insegnante).
Schede con parametri tipici (velocità, potenza) per materiali comunemente usati.

Contenuti didattici e procedure operative (sviluppo tecnico)

1) Flusso di lavoro raccomandato (high level)

Concept & Sketch — carta/rapido bozzetto.
Vettorializzazione — disegno in Inkscape/Illustrator/CorelDRAW.
Pulizia e regole — unire/tracciare, convertire testi in curve, rimuovere sovrapposizioni.
Kerf test e compensazione — taglio prova, misurazione, offset.
Nesting — posizionamento pezzi per minimizzare spreco e tagli inutili.
Esportazione — SVG/DXF (per laser/plotter) → import in CAM → generazione G-code.
Simulazione → eventuale correzione → invio macchina.

2) Regole pratiche per i file vettoriali (lista di controllo)

Unità: lavorare sempre in mm (o impostare unità del progetto coerenti con la macchina).
Path chiusi: ogni contorno da tagliare deve essere un path chiuso (no open paths).
Testo: convertire i testi in curve/vettori (per preservare font):
- Inkscape: Tracciato > Oggetto in tracciato (Object to Path) o Tracciato > Testo in tracciato.
- Illustrator: Type > Create Outlines.
- CorelDRAW: Object > Convert to Curves (Ctrl+Q).
Stroke vs Fill: molte macchine interpretano lo stroke come centro-linea. Conviene convertire stroke in tracciati o impostare stroke come “hairline” se richiesto dalla macchina. Inkscape: Tracciato > Contorno in tracciato.
Layer: separare CUT (contorni che tagliano), ENGRAVE (incisione), SCORE (score/leggerezza). Usa nomi chiari e colori distinti. Suggerimento colore (esempio convenzionale, confermare con la macchina):
- CUT: rosso RGB #FF0000
- ENGRAVE: nero #000000
- SCORE: blu #0000FF
Ordine: organizzare le geometrie in ordine logico (prima incisioni interne, poi tagli esterni per evitare che il pezzo si muova).
Unioni e bozze: eliminare doppie linee sovrapposte (possono causare doppi tagli). Usa Union / Simplify dove necessario.

3) Conversione ed esportazione (passi pratici per ciascun software)

Inkscape (consigli per taglio laser / plotter)

Impostare File > Document Properties → unità = mm → dimensione pagina uguale al piano macchina.
Disegno vettoriale: usa strumenti Pen/Bezier, Ellipse, Rectangle.
Convertire testo: Path > Object to Path.
Convertire stroke: Path > Stroke to Path se necessario; poi Path > Combine/Union per unire elementi.
Allineamento: Object > Align and Distribute.
Esportazione: File > Save As... → scegliere Plain SVG (molte macchine leggono meglio il plain SVG). Per DXF: File > Save As... → selezionare AutoCAD DXF R14 (*.dxf) (nota: Inkscape utilizza un exporter che talvolta richiede l’estensione “Desktop Cutting Plotter (AutoCAD DXF R14)”).
Verifica: aprire il file esportato in un visualizzatore o nel software macchina.

Adobe Illustrator (cenni)

Unit: mm, Impostare tavola.
Convertire testo: Type > Create Outlines.
Stroke: Object > Path > Outline Stroke se necessario.
Esportare: File > Save As... → SVG (selezionare SVG 1.1 o SVG Tiny in base alla macchina). Per DXF: File > Export > Export As... → AutoCAD Interchange File (*.DXF).

CorelDRAW (cenni)

Unit: mm. Convertire testo: Object > Convert To Curves (Ctrl+Q).
Esportare: File > Export → scegliere DXF o SVG. Per DXF impostare versione R12/R14 se richiesto.

4) Misura del kerf e compensazione (procedura pratica)

Cos’è il kerf?
È la larghezza di materiale asportata dal processo di taglio (laser o fresa). Per ottenere dimensioni accurate bisogna misurarlo e applicare compensazioni.

Procedura rapida per misurare il kerf:

Progettare una prova: una linea/scanalatura con distanza nominale nota (es.: slot da 10,00 mm).
Tagliare la prova sul materiale e misurare la larghezza reale del slot con calibro: W_actual.
Calcolare il kerf effettivo:
```
kerf = W_actual - W_design
```
Se il design è 10 mm e il foro misura 10.2 mm, kerf = 0.2 mm.
Regola pratica: per compensare su contorno esterno, offset della geometria di +kerf/2 (spostare il percorso di taglio verso l’esterno di metà kerf). Per fori interni, offset -kerf/2 (verso l’interno).

Esempio numerico:

Kerf misurato = 0.2 mm.
Se vuoi che la parte tagliata misuri 50.00 mm esternamente, imposti il percorso di taglio a 50.00 + 0.1 = 50.10 mm (ossia sposti la traccia esterna verso l’esterno di 0.1 mm).

Nota: il valore del kerf dipende dal materiale, dallo spessore, dalla potenza/velocità del laser e dallo utensile per la fresa. Sempre fare test prima della produzione.

5) Ottimizzazione layout, nesting e riduzione degli sprechi

Principi pratici:

Ruota i pezzi per sfruttare gli spazi vuoti; spesso una rotazione a 90°/45° sblocca layout più densi.
Accoppia contorni affini a “taglio comune” (common line cutting) se la tecnica lo permette (per ridurre doppi passaggi). ATTENZIONE: usare questa tecnica solo quando si ha certezza che la macchina interpreti il percorso come singolo taglio condiviso.
Raggruppa pezzi per spessore e materiale (evita cambi frequenti di parametri macchina).
Mantieni distanze minime tra pezzi in base al kerf e alla stabilità: per taglio laser su legno 3 mm, distanza minima 1–2 mm; verificare in test.
Utilizza tab/bridges per impedire che il pezzo cada prima del completamento dei tagli più profondi (soprattutto per macchine CNC).
Tagli in ordine logico: prima incisioni, poi fori interni, poi contorni esterni dell’ultimo pezzo da tagliare. Questo riduce vibrazioni e spostamenti.

Esempi di strumenti per nesting automatico (menzionare come approfondimento): software CAM spesso ha funzioni di nesting; per uso didattico insegnare tecniche manuali semplici prima di passare ad automazioni.

6) Generazione G-code (panoramica e suggerimenti)

Per macchine CNC: si crea il percorso utensile (toolpath) in un CAM (Fusion 360, Carbide Create), impostando diametro utensile, profondità passata, velocità di avanzamento (F), numero di passate. Poi si esegue il postprocessor per ottenere il G-code per la macchina.
Per laser: in molti casi si usa il file SVG direttamente (tramite LightBurn o software della macchina) oppure si converte in G-code via LaserWeb/other. Il comando di attivazione del laser in G-code è spesso M3 (on) con parametro S (potenza) e M5 (off). Attenzione: mapping comandi dipende dal controller (GRBL, Smoothieware, Mach3, ecc.).

Snippet G-code esempio (SEMPLIFICATO):

G21         ; impostare unità in mm
G90         ; modalità assoluta
G0 X0 Y0    ; rapido a origine
M3 S1000    ; laser ON (potenza 1000 -> valore controller)
G1 X50 Y0 F1000 ; taglio lungo X
M5          ; laser OFF
G0 X0 Y0    ; ritorno

Non usare questo G-code senza adattamento: è solo illustrativo. Parametri specifici (S, F) devono essere adattati alla macchina.

7) Sicurezza e selezione materiali

Regole di sicurezza base per laser e CNC:

Non tagliare PVC o materiali contenenti cloro con laser (rilasciano gas tossici). Controllare la scheda tecnica del materiale (MSDS).
Ventilazione / aspirazione adeguata per fumi.
Occhiali di protezione quando richiesto; non guardare direttamente il laser.
Cingere e fissare il pezzo per la fresatura (morsi, viti, vacuum).
Non lasciare la macchina incustodita durante il taglio; spegnere in caso di fiamme.
Controllare utensili affilati, velocità di avanzamento adeguata e presenza di chip guard.

Scelta dei materiali (consigli pratici):

Per principianti: compensato di betulla 3 mm, MDF 3 mm (attenzione alla polvere), plexiglass/PMMA 3 mm (per taglio laser), acrilico non colorato.
Evitare materiali compositi non testati e PVC per motivi di salute.

Attività pratica (progetto): “Oggetto pronto per il taglio”

Brief di progetto (consegna):

Progettare in vettoriale un oggetto da taglio con le seguenti specifiche:
- Dimensione massimo foglio: 300 × 210 mm (A4) o specificata dall’insegnante.
- Materiale: compensato betulla 3 mm (o altro definito).
- Contenuti: almeno 1 pezzo da taglio esterno, 1 foro passante, 1 incisione testuale o grafica (logo o nome).
- Dev’essere ottimizzato in layout per minimo scarto e corretto per kerf misurato (o valore di riferimento).
Consegnare i seguenti file: nome_progetto_v01.svg (o .dxf), nome_progetto_v01_cdr/ai (origine), nome_progetto_v01_CAM.nc (G-code) e una breve scheda (max 1 pagina) con: materiale, kerf usato, ordine di lavorazione, eventuali tab, e screenshot del nesting.

Checklist di consegna (da valutare):

Unica unità pagina correttamente impostata (unità mm).
Testo convertito in curve.
Stroke convertiti in path (se richiesto).
Layer separati per CUT/ENGRAVE.
Contorni chiusi, nessun doppio percorso.
Compensazione kerf applicata (o spiegata).
Layout ottimizzato, distanza minima rispettata.
File esportato e apribile (SVG/DXF).
CAM: G-code generato e simulato (screenshot).

Criteri di valutazione / Rubrica (sintetica)

Correttezza tecnica (40%): path chiusi, testi in curve, unità corrette, file leggibile.
Precisione dimensionale (20%): compensazione kerf adeguata e giustificata.
Ottimizzazione materiale (15%): utilizzo efficiente del foglio, scarto minimo.
Ordine di lavoro / sicurezza (10%): spiegazione del flusso di lavorazione e uso di tab/bridges quando necessario.
Presentazione e documentazione (15%): file organizzati, naming corretto, breve scheda tecnica.

Errori comuni e troubleshooting rapido

File esportato in unità sbagliate → correggere in Document Properties e riesportare.
Testi che scompaiono su altro PC → convertire in curve; non inviare font.
Doppio taglio sullo stesso percorso → unire le linee o rimuovere duplicati (Path > Combine / Union).
Path aperti che non tagliano correttamente → chiudere i path (chiudere i segmenti con Join o ricreare) .
Scala che cambia al trasferire file → controllare DPI o unità in esportazione; usare Plain SVG o DXF con unità mm.
Oggetti piccoli che cadono durante la lavorazione → aggiungere tab/bridges e ridurre velocità di taglio.

Esempi di progetti didattici (livelli)

Semplice (principiante): portachiavi rettangolare con foro e testo inciso.
Intermedio: lampada a pannelli incastrabili (parametrico), puzzle semplice.
Avanzato: supporto con incastri a pressione, componente meccanico per assemblaggio (richiede conoscenza di tolleranze).

Compiti a casa / estensioni

Realizzare la versione finale del progetto, includendo il test di kerf e la giustificazione delle scelte di nesting.
Provare a generare la versione per un altro spessore/materiale (es.: da 3 mm a 6 mm) e spiegare le modifiche necessarie.
(Opzionale) Creare un piccolo video (2–3 min) che mostra il file aperto, il nesting e la simulazione CAM.

Materiale didattico di supporto / cheatsheet sintetico

Inkscape: File > Document Properties (unità mm) | Path > Stroke to Path | Path > Union | File > Save As... → Plain SVG o AutoCAD DXF R14.
Principio kerf: misurare con test → kerf = W_actual − W_design → offset esterno per contorno = +kerf/2.
Layer e colori: usare layer CHIARI e colori standard (CUT red #FF0000, ENGRAVE black #000000).
Regola d’oro: provare prima una “prova” su pezzo scarto!

Conclusione

Questo modulo è concepito per trasformare concetti vettoriali in oggetti reali con un approccio sicuro, ripetibile e orientato alla minimizzazione dello scarto. L’accento è sulla pratica: si insegna non solo cosa fare ma come farlo correttamente (misurare il kerf, convertire i testi, usare i layer, ottimizzare layout), in modo che ogni studente esca dal laboratorio con la capacità di progettare un file davvero pronto per il taglio.

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Corso di Taglio e Lavorazioni Digitali: 4 Progettazione Vettoriale e File di Taglio