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Negli ultimi anni l’Additive Manufacturing ha subito grossi miglioramenti grazie alle diverse tecniche di produzione che vengono sviluppate e che permettono di ottenere prodotti sempre più performanti e precisi.
In questo studio ci si pone l’obiettivo di generare un concept design considerando l’ottimizzazione del prodotto e in sviluppi futuri quello di riuscire ad eseguire il processo di stampa 3D di un componente automotive in materiale composito.
In questo studio si vuole approfondire il processo industriale per l’ottimizzazione delle caratteristiche di componenti in campo automotive, tramite il processo di additive manufacturing con l’utilizzo di robot, con l’obiettivo di abbattere i tempi di produzione mantenendo simili caratteristiche meccaniche.
L’Additive Manufacturing nota anche come stampa 3D è un processo tecnologico che permette di costruire oggetti tramite l’addizione di materiale a differenza delle tradizionali tecniche sottrattive. Combinando questo processo con l’utilizzo di robot si può produrre componenti con geometrie più complicate e difficili da ottenere con le tecniche comuni. In questo progetto come tecnica di stampaggio verrà utilizzata la FDM (fusion deposition modeling) o la FFF (fused filament fabrication).
Come case study, verrà considerato un componente utilizzato in formula SAE prodotto in precedenza in alluminio tramite tecniche classiche e successivamente, tramite la tecnica del material replacement, sostituire il materiale con un composito caricato con fibre di carbonio con l’obiettivo di ottenere un prodotto finito che abbia equivalenti caratteristiche meccaniche al componente in utilizzo ora.
Lo studio si concentrerà sulla sostituzione del materiale del prodotto, andando a determinare un concept design facendo poi considerazioni sui vari step futuri, come la validazione del design e l’ottimizzazione del design.
Il design finale è dato dall’ottimizzazione del concept design ottenuto in questo approfondimento può essere fatto in due modi, uno in modo automatico tramite shape optimization oppure tramite la tecnica di “redesign nurbs”.
Uno degli sviluppi futuri sarà quello di studiare il processo di stampa partendo dai risultati ottenuti dall’analisi del prodotto eseguite in questo approfondimento.
L’obiettivo finale, che verrà raggiunto in studi futuri è quello di ottenere un componente con una massa inferiore al modello di partenza, ottenendo così un elemento che permette di diminuire il peso totale del veicolo ottenendo così migliori prestazioni in gara.
Per eseguire questi studi è stato utilizzato il software 3DExperience, in particolare l’applicazione Structural Generative Design per l’ottimizzazione topologica e di forma.
Gli sviluppi futuri di questa tecnologia sono svariati e di interesse per vari settori, non solo automotive, grazie alla possibilità di creare design complessi e tempi di produzione inferiori.

In recent years, Additive Manufacturing has undergone significant improvements thanks to the various production techniques being developed, allowing for increasingly high-performance and precise products. This study aims to generate a concept design considering product optimization and, in future developments, the ability to execute the 3D printing process of an automotive component made from composite material. This study seeks to deepen the industrial process for optimizing the characteristics of components in the automotive field through additive manufacturing using robots, with the goal of reducing production times while maintaining similar mechanical properties. Additive Manufacturing, also known as 3D printing, is a technological process that enables the construction of objects by adding material, as opposed to traditional subtractive techniques. By combining this process with the use of robots, it is possible to produce components with more complex geometries that are difficult to achieve with common techniques. In this project, FDM (Fused Deposition Modeling) or FFF (Fused Filament Fabrication) will be used as the molding technique. As a case study, a component used in Formula SAE will be considered, which was previously produced in aluminum using traditional techniques and subsequently replaced, through the material replacement technique, with a composite loaded with carbon fibers. The objective is to achieve a finished product with mechanical characteristics equivalent to the currently used component. The study will focus on the material replacement of the product, determining a concept design and then considering various future steps, such as design validation and design optimization. The final design is derived from optimizing the concept design obtained in this analysis, which can be done in two ways: either automatically through shape optimization or through the “redesign nurbs” technique. One of the future developments will be to study the printing process based on the results obtained from the product analysis conducted in this study. The ultimate goal, to be achieved in future studies, is to obtain a component with a mass lower than the starting model, thus resulting in an element that allows for a reduction in the total weight of the vehicle and, consequently, better performance in competitions. To carry out these studies, the 3DExperience software was used, particularly the Structural Generative Design application for topological and shape optimization. The future developments of this technology are diverse and of interest to various sectors, not just automotive, due to the ability to create complex designs and reduced production times.