Prospettive della
Stampa 3D nell’ Ingegneria
1
Antoniomaria Di Ilio
Università degli Studi dell’Aquila
Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’ Informazione e
di Economia
Lanciano - Palazzo degli Studi, 9 settembre 2016
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additive manufacturing dettagliato
Tipologia: Dispense
2024/2025
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Prospettive dellaStampa 3D nell’ Ingegneria
Antoniomaria Di Ilio Università degli Studi dell’AquilaDipartimento di Ingegneria Industriale e dell’ Informazione edi Economia Lanciano - Palazzo degli Studi, 9 settembre 2016
Definizione secondoISO/ASTM 52921-1“Standard Terminology for AdditiveManufacturing…“
“processi che aggregano materiali al fine di creareoggetti partendo dai loro modelli matematicitridimensionali,solitamente per sovrapposizione di layer,procedendo in maniera opposta a quanto avviene neiprocessi sottrattivi (per
asportazione di truciolo
OBIETTIVI DEL PROTOTIPOTipologie di prototipi realizzati durante la fase disviluppo di un prodotto:
- Concettuali2. Funzionali3. Tecnici4. Pre-serie
Additive Manufaturing vs. RapidE’ il primo oggetto di una serie.Può essere usato per:verifiche di stile / prove funzionali / prove di montaggio
Prototyping
Caratteristiche dei prototipi realizzati nella fase di
sviluppo di un prodotto CONCETTUALI
FUNZIONALI
TECNICI
PRE-SERIE
OBIETTIVI
- valutazionedella forma(estetica)• verifiche dimontaggio• prime analisidelle difficoltàtecnologiche• analisi dellesollecitazioni(es. metodofotoelastico)
- valutazionedelleprestazioniattraversoprovefunzionali• ottimizzazionedel prodotto inrelazione allasua funzione
- valutazionedelleprestazioni delprodotto e delciclo difabbricazione• ottimizzazionedelletecnologie difabbricazione
Valutazionefinale delprodotto (sonoammesse solomodifichemarginali)
MATERIALE
Qualsiasi
Simile
Molto simile
Definitivo
TECNOLOGIA DIFABBRICAZIONE
Non considerata
Non considerata
Simile
Definitiva
Vantaggi della prototipazione rapida1.^
Riduzione dei tempi (
time to market
Riduzione dei costi di sviluppo del prodotto
Correzione
degli
errori
prima
di
arrivare
ad
una
fase
avanzata dello sviluppo del prodotto.
Ottimizzazione del prodottoopportunità di valutare la funzionalità del prodotto^
realizzare
modifiche
eventualmente
scegliere
tra
alternative diverse già in fase progettuale.
Possibilità di realizzare forme complesse
Riduzione del «time to market»
Progettoelemento
Progetto attrezzatura
Costruzioneattrezzatura
Progettoelemento
Prototipo
Progettoattrezzatura
Costruzioneattrezzatura
Processo convenzionale Con tecniche RP
time to market
FASI DEL CICLO
1.SISTEMA CAD2.SISTEMA DI
FABBRICAZIONE
3.OPERAZIONI
FINALI
FASI DEL CICLO
AMBIENTE CAD1.
Trasformazione modello CAD in formato compatibile conil sw di gestione della macchina. Lo standard attuale è ilformato “.STL”: “Solid To Layer”della 3D System (primo costruttore di sistemi AM (RP):stereolitografia) AMBIENTE MACCHINA RP2. Elaborazione del file “.STL“
- orientamento del pezzo per la costruzione ottimale,- generazione dei supporti
- Esecuzione Slicing: intersezione del modello CAD con
una serie di piani normali alla direzione di costruzione(0.05 - 0.5 mm)
con conseguente generazione un
errore intrinseco della fabbricazione additiva
Formato “.STL”
Rappresentazione semplificata delle superfici esterna / internadi un oggetto tramite faccette triangolari che per definizionesono piane. “STL “ è un formato molto banale e ridondante, nel quale sono indicati, perogni triangolo, le coordinate spaziali dei tre vertici ed i coseni direttori dellanormale esterna alla superficie così definita.
SUPPORTI
PEZZO
PIATTAFORMA DI COSTRUZIONE
SOTTOSQUADRO
Elementi di sostegno di parti del pezzo che presentano unsottosquadro
SUPPORTI
Vuotoo polimeroliquido
SLICING
s = 0.05 - 0.5 mm
Intersezione del modello (completo di supporti) conpiani perpendicolari alla direzione di costruzioneEsempio di realizzazione di una sfera
Zona in cuisi devonocostruire isupporti
Errori intrinseci dei sistemi AM
FACETINGDovuto all’approssimazione delle superfici con dei triangoli.STAIRCASE (effetto gradino)Formazione di scalini sulla superficie del pezzo dovuta allasovrapposizione di strati di spessore finito.I sistemi AM lavorano prevalentemente con slicing fisso a)
Direzionedi crescita
Studi in corsoper realizzareslicingadattativo b)[ove possibile].
Classificazione in base allo
stato fisico del materiale utilizzato
Tecnologia additiva
Classificazione dei sistemi AM
Tecniche astrati 2D
Punto perpunto
Discreto• 3D Printing• Multi Jet Modelling• Ballistic Particle Manufacturing•^ Sanders
Prototype
Continuo• Stereolitografia (SLA)• Selective Laser Sintering (SLS)• Fused Deposition Modelling (FDM)
Strato per strato• Solid Ground Curing (SGC)• Laminated Object Manufacturing (LOM)• Stratoconception
®