PROVE DI TORSIONE SU PROVINI MONO E BI-MATERIALE IN STAMPA 3D

Abstract

La fabbricazione additiva è il processo atto alla realizzazione di oggetti tridimensionali grazie alla collocazione successiva di strati di materiale a partire da un modello digitale. In questa trattazione è stata utilizzata la tecnologia Fused Filament Fabrication (FFF) per studiare la coesione tra polietilene tereftalato (PET) e acido polilattico (PLA) grazie a prove di torsione su provini a singolo e doppio materiale. Un ulteriore motivo di interesse per tali prove è dato dalla necessità di realizzare prove a taglio per conoscere la tensione tangenziale massima dei materiali plastici in stampa 3D. Ciò è dovuto alla mancanza dell’ipotesi di materiale isotropo necessaria per i criteri di Tresca e von Mises, i quali permetterebbero di ottenere tale risultato anche grazie a semplici prove di trazione. Data l’assenza di apparecchiature specifiche per prove di torsione nel laboratorio del DIME, è stato necessario un adattamento della già presente macchina di trazione tramite un sistema ad albero rotante calettato su appositi sostegni montati sulla traversa fissa. I dati ottenuti dalla campagna sperimentale hanno permesso il confronto tra le tensioni tangenziali massime dei materiali puri in stampa 3D e quelle relative alla zona di giunzione nei provini bi-materiale, realizzati con la medesima tecnica.

Additive manufacturing is the process used to create three-dimensional objects from a digital model by the deposition of subsequent layers of material. In this study, the Fused Filament Fabrication (FFF) technology was employed to investigate the cohesion between polyethylene terephthalate (PET) and polylactic acid (PLA) through torsion tests on single and double material specimens. Another reason of interest for such tests arises from the necessity to conduct shear tests to determine the maximum shear stress of plastic materials in 3D printing. This is due to the absence of the isotropic material assumption required for Tresca and von Mises criteria, which could otherwise be obtained through simple tensile tests. Due to the absence of specific equipment for torsion tests in the DIME laboratory, an adaptation of the already existing tensile testing machine was required, involving a rotating shaft system keyed onto special supports mounted on the fixed crosshead. The data obtained from the experimental campaign allowed for a comparison between the maximum shear stresses of pure 3D printed materials and those related to the junction zone in the bi-material specimens, all produced using the same technique.