Progettazione di uno snap-fit cilindrico realizzato in additive manufacturing e verifiche sperimentali

Abstract

In questo elaborato viene presentato il tema degli snap-fits, la loro realizzazione tramite fabbricazione additiva e le verifiche sperimentali delle caratteristiche del giunto al variare di tre parametri fondamentali. La prima attività svolta è stata studiare le varie tipologie dei giunti a scatto, con l’obiettivo di comprendere le loro caratteristiche e le motivazioni della loro grande diffusione in molteplici ambiti, che spaziano da piccoli oggetti di uso quotidiano all’automotive. Successivamente, è stata definita la funzione e la tipologia di giunto da progettare. Per dimensionare correttamente il giunto è stato creato un modello analitico approssimativo, che consentisse di stimare le forze in gioco e la tensione all’interno del materiale. In seguito, i provini sono stati disegnati con un CAD 3D e poi realizzati tramite stampa FFF (fused filament fabrication), una particolare tecnologia di fabbricazione additiva, impiegando come materiale l’acido polilattico (PLA). I provini sono poi stati sottoposti a prove di inserzione e rimozione, dove è stata misurata la forza necessaria ad effettuare e a sciogliere il collegamento. Infine, è stato effettuato un confronto fra i risultati ottenuti al variare dei parametri scelti, per comprendere la loro influenza sulle prestazioni del collegamento.

This work deals with the topic of snap-fits, in particular their fabrication by additive manufacturing and the experimental verification of joint’s characteristics as three fundamental parameters are varied. First of all, different types of snap-fit joints were studied, with the objective of understanding their main features and the motivations of their big diffusion in multiple areas, from small everyday objects to automotive. Afterwards, the appropriate type of snap-fit for the application was chosen. An approximate analytical model was created, which was useful for sizing the component, and for estimating forces and tension in the material during assembly and disassembly. Next, samples were designed using a CAD 3D and produced using a well-known additive manufacturing technology, called FFF (fused filament fabrication). The material used was polylactic acid (PLA). Then, experimental tests of the specimens were carried out, and the forces needed for assembly and disassembly were measured. Finally, a comparison between the results obtained was made, with the objective of understandig the influence of the fundamental parameters on the joint’s performance.