Riassunto analitico
L'Additive Manufacturing (AM) è stato molto spesso indicato come “la nuova rivoluzione industriale”. Inizialmente visto come un processo per la modellazione concettuale e la prototipazione rapida, l'AM si è espanso negli ultimi anni per includere applicazioni in molte aree della nostra vita: dalla componentistica per automobili stampate in 3D, alle parti di aereo o quelle di uso domestico, l’AM sta cambiando il mondo intorno a noi. I vantaggi dell'AM derivano dalla sua flessibilità, dovuta al fatto che il componente viene prodotto direttamente da un modello CAD, senza bisogno di utensili o della costruzione di stampi. Questo permette ai processi AM di produrre quasi tutte le geometrie e le forme che possono essere concepite.
Le caratteristiche precedentemente elencate hanno portato l’AM a scontrarsi metaforicamente con i processi di fonderia classica, che presentano però tempi lunghi per la messa in produzione, e che, una volta che il componente è in fase di elaborazione, non possono essere sottoposti a modifiche senza ripetere nuovamente l’iter di progettazione dello stesso, con conseguente aumento dei costi di produzione. Attraverso l’AM, componenti che non sarebbero stati producibili fino a pochi anni fa possono ora essere realizzati con standard elevati per quanto riguarda sia le caratteristiche meccaniche chee la finitura superficiale, utilizzando una vasta gamma di materiali sempre in aumento e sempre più performanti.
In questo elaborato viene proposto un approccio di Design for Additive Manufacturing (DfAM) per il progetto di una pinza freno anteriore di una vettura GT ad alte prestazioni. Si evidenziano i limiti e gli svantaggi della tecnologia di fabbricazione originale (fusione in colata per gravità) per arrivare ad un componente tutto nuovo, ottimizzato topologicamente, alleggerito nel suo peso e che mantiene le prestazioni meccaniche ed estetiche richieste dai partner aziendali dello Studio di Progettazione Wi-En di Soliera, in cui ho svolto il tirocinio curriculare. Partendo da una versione di una pinza esistente – “camuffata” leggermente al CAD per una questione di segreti aziendali con il software Catia V5 – si è eseguita una analisi agli elementi finiti in Altair Hypermesh, in modo da ricavare i dati in input per la nuova pinza freno. La lega di Alluminio A357 (AlSi7Mg06) è stata scelta in luogo di quella originale, in modo da mantenere le prestazioni meccaniche il più fedelmente possibile. La pinza, parzialmente riprogettata, viene in seguito preparata per la stampa 3D, scegliendo opportunamente la tecnologia di fabbricazione più adatta in base alle esigenze dell’azienda. Le dimensioni, il materiale e la stessa tecnologia di fabbricazione, hanno portato ad una ricerca anche sul tipo di stampante da utilizzare, che deve essere in grado di ospitare il componente nella sua piattaforma. Utilizzando infine il software Materialise Magics, con l’obbiettivo della riduzione del peso rispetto alla pinza freno di partenza, si è proceduto allo studio della orientazione nello spazio, della tipologia dei supporti e della loro forma, ottenendo un peso del componente minore rispetto al componente originale considerando anche la presenza dei supporti nel computo della misura del peso totale.
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