Ottimizzazione di una stampante 3D per la prototipazione rapida con tecnologia CFF

Abstract

All’interno del mondo industriale l’Additive Manufacturing rappresenta una concezione di produzione che sta prendendo sempre di più piede. Il segreto del suo successo risiede proprio dentro alla sua definizione: poter produrre un oggetto depositando progressivamente materiale anziché asportalo come avviene con le tradizionali lavorazioni. In tal modo problematiche come quantità di scarti, geometrie complesse e cambi di lavorazione vengono fortemente ridotti rendendo questi processi particolarmente utili ed efficaci per la prototipazione rapida e la produzione di piccole serie di oggetti. A seguito di un’introduzione incentrata sulle principali tecniche di Additive Manufacturing e sui materiali impiegati, il presente elaborato prende in esame una stampante 3D inizialmente predisposta per l’utilizzo di materiali polimerici secondo la tecnologia Fused Deposition Modelling. Entrando più nel dettaglio, tale macchina è stata modificata in modo tale da renderla compatibile all’uso di filamenti polimerici rinforzati con fibra di carbonio continua secondo i principi della tecnologia Continuous Fiber Fabrication. I cambiamenti compiuti hanno anche interessato l’ambito elettronico e informatico in modo tale da avere un funzionamento della stampante facilmente gestibile tramite una piattaforma.

In the industrial field, Additive Manufacturing is a production concept that is gaining ever more ground. The secret of its success lies in its definition: being able to produce an object by the progressive deposition of material instead of its removal as is the case of traditional machining. In this way, problems such as waste quantities, complex geometries and machining changes are greatly reduced, making these processes particularly useful and effective for rapid prototyping and the production of small series of objects. After an introduction about the main Additive Manufacturing techniques and the materials used, this paper examines a 3D printer initially set up for the use of polymeric materials with Fused Deposition Modelling technology. Going into more detail, this machine was modified in such a way as to make it compatible with the introduction of polymer filaments reinforced with continuous carbon fibre according to the main principles of Continuous Fiber Fabrication technology. The changes made also involved electronics and IT so that the printer could be easily operated via a platform.