Additive Manufacturing di materiali compositi: ottimizzazione di una stampante FDM innovativa e messa a punto del processo di fabbricazione

Abstract

Il presente elaborato si propone di esporre gli sviluppi di un progetto di ottimizzazione di una macchina FDM innovativa per la stampa di materiali compositi a base di polimeri rinforzati con fibra di carbonio. Dopo un breve richiamo sui concetti essenziali inerenti alla fabbricazione additiva, includendone storia dello sviluppo e tecniche, e ai materiali più comunemente adottati in questa tecnologia (con una particolare attenzione a quelli usati nella stampante oggetto della tesi), si procede con il resoconto dei lavori precedenti e di quello di ultimazione della macchina commerciale a doppio filamento opportunamente modificata per consentire una maggiore libertà di stampa con fibra di carbonio. Segue la campagna di prove sui primi prodotti realizzati con rinforzo in sola fibra corta, atta a caratterizzare l’efficacia dei parametri e a fare da base di confronto per le successive innovazioni. Concludono possibili sviluppi futuri, in particolare sull’adozione di un rinforzo in fibra continua di carbonio.

This paper relates the development of an optimization project for an innovative FDM printer, able to treat carbon fiber composites. In the first pages, additive manufacturing basics, history, technologies and most widespread materials will be discussed: a special attention will be paid to those used by the peculiar above-mentioned machine. A short report of the previous works will follow to preface the completion of the commercial double-filament printer, re-engineered to allow a larger leeway with carbon reinforced materials. The next pages will report tests on specimens with short-carbon fiber reinforcement only: these should be considered as a starting point for further innovation, giving a first idea of the effectiveness of initial parameters. As a conclusion, future development will be inquired into, with a special focus on the usage of long-carbon fiber reinforced materials.