• 3D Printing
• Additive
• DFMA
• Inkjet
• Powder spreader

Questo lavoro di tesi descrive l’attività di tirocinio svolta all’interno dell’azienda Concr3de Bv, mediante un tirocinio di 11 mesi svolto all’estero. Concr3de Bv è una start-up con sede a Rotterdam, affermatasi negli ultimi anni nel campo dell’Additive Manufacturing per la progettazione, sviluppo e produzione di materiali base per la stampa a getto d’inchiostro e delle stampanti stesse.
Obiettivo della presente tesi è stato progettare e ingegnerizzare un componente della stampante 3D a getto d’inchiostro “Armadillo”, in particolare l’unità detta “powder spreading unit”, passando dal prototipo disponibile in azienda al momento di inizio del tirocinio ad un vero e proprio prodotto industriale con un target di mercato. La progettazione e lo sviluppo di questo prodotto hanno seguito fin dai primi step i principi e le metodologie tipiche del “Design for Manufacture and Assembly” (DFMA), con l’obbiettivo di realizzare un componente dalle elevate prestazioni, compatto, il più possibile economico e dalla semplicità di produzione e di assemblaggio mediante la riduzione dei componenti a distinta, delle modalità di assemblaggio e mediante la scelta delle tecnologie realizzative più appropriate alla natura del prodotto e ai volumi produttivi.
La realizzazione del prototipo finale ha incontrato una serie di difficoltà ed imprevisti, superati grazie al solido know-how fornito dall’azienda stessa e al metodo DFMA, con approcci progettuali basati su interazione e design review.
Tra le conoscenze acquisite è da sottolineare la dipendenza della qualità dello strato di polvere depositato dai parametri del compattatore, detto “Roller”, quali diametro, materiale, velocità di rotazione, velocità di avanzamento e verso di rotazione; particolare menzione anche per l’influenza degli accoppiamenti e dei giochi tra gli organi di trasmissione ancora sulla qualità dei layer ottenuti.
La soluzione adottata dal candidato prevede una struttura realizzata in un unico pezzo mediante la tecnologia della piegatura di lamiera metallica, con alcune features implementate in sottoassiemi separati che risultano facilmente montabili, secondo i principi del DFMA; prevede inoltre l’utilizzo di un roller dal diametro maggiorato per incrementare la qualità della superficie di stampa e le potenzialità del prodotto in termini di varietà di polveri utilizzabili.
Il risultato finale del progetto, approvato dai supervisori aziendali, rappresenta il componente che verrà realmente sviluppato e montato a bordo della stampante “Armadillo” di casa Concre3de nei mesi successivi alla conclusione del suddetto tirocinio e che vedrà quindi l’affermarsi di un progetto mediante l’immissione sul mercato al termine del 2019.

This thesis work describes the internship activity performed in Concr3de Bv through an 11 months internship performed abroad. Concr3de Bv is a start-up company based in Rotterdam, grown in the last years in the field of Additive Manufacturing techologies for the design, development and production of stone based materials for 3d inkjet printing and for the 3d printing machines themselves. The target of this thesis has been the design and the engineering of one of the main component of the inkjet 3D printer “Armadillo” know as powder spreading unit, which is in charge of creating a new layer of powder before the printing action is performed. The activity allowed to obtain to a real industrial product with a marketing target starting from an R&D prototype version of the component available in the company when the internship started,. The design and development of this component followed from the early stages the approach and guidelines of Design for Manufacture and Assembly (DFMA), with the aim of realizing a component with high performances, compact, as cheap as possible and with ease of manufacture and assemble, by mean of the reduction of the bill of materials, the simplification of the assemble operations and the choice of manufacturing technologies suitable for the product nature and for the production volumes. The complete realisation of the final product has encountered a series of difficulties and unexpected events, challenged by the solid know-how provided by the company itself and by the DFMA method, with designing approaches based on the interaction between the team members and the design reviews. Indeed several re-design took place during the development activity, thanks to the feedback between the different members of the team and the results obtained by testing the various prototyping solutions. Among the knowledges gained by the team, the main focus is on the dependency of the spreaded powder layer quality from the parameters of the spreader element called “roller”, like outer diameter, rotational direction and speed, travelling speed and surface quality and material; special focus is also on the influence of the type and quality of the transmission method, in terms of dimensional and geometric tolerances affecting the quality of the spreaded powder layers. The solution adopted by the candidate involves a structure realised by mean of a single piece obtained by the metal sheet bending technology, with some extra features present in other subassembly with ease of assemble, according to DFMA principles; it’s also present a roller with an increased diameter due to improve the quality of the printed layers and to be able of treating a larger amount of different powder types. The final result of this project, approved by the company supervisors and engineers, represents the component that will be developed, manufactured and mounted for real on board the Armadillo printer by Concr3de Bv, thought to be launched on the market in the end of 2019.