Riassunto analitico
Secondo le previsioni del Wohlers Report, il mercato mondiale dell’additive manufacturing e del 3D Printing raggiungerà, nel 2017, i sei miliardi di dollari e supererà nel 2020 i dieci miliardi. Non a caso il Piano Nazionale Industria 4.0 ovvero la quarta rivoluzione industriale, messo a punto dal Ministro per lo Sviluppo Economico che è operativo già dal primo semestre 2017, incentiva le imprese ad adottare le tecnologie additive attraverso agevolazioni e sgravi fiscali di varia natura. In estrema sintesi, analogamente a quanto avvenuto negli anni ’50 con l’avvento delle macchine a controllo numerico CNC e, a partire dagli anni ’70 con i sistemi CAD/CAM, l’Additive Manufacturing, verosimilmente, stravolgerà completamente il modo di produrre in quanto si presta a soddisfare le esigenze sia di “personalizzazione” sempre più spinta dei prodotti sia di produzione di componenti geometricamente più complessi e ottimizzati per la loro funzionalità, senza le limitazioni imposte dai processi di fabbricazione convenzionali.
Questo studio si pone l’obiettivo, attraverso un processo di analisi e simulazione software, di prevenire potenziali errori che si potrebbero presentare in fase produttiva (come ad esempio tensioni residue interne in punti critici del componente in via di realizzazione) richiedendo interventi correttivi e, conseguentemente, facendo allungare i tempi e i costi di produzione. Fra l’altro, in assenza di tale processo, avanzando per tentativi successivi, ci si potrebbe ritrovare con componenti realizzati in maniera non conforme agli standard richiesti. La prima fase del lavoro si è concentrata sulla produzione dei provini di calibrazione con la macchina SLM 280HL. Tale processo implica la preparazione del job dall’inizio alla fine (setacciatura polveri, montaggio/smontaggio piastra-recoater, pulizia). Ottenuti i provini, sono stati impiegati ai fini della calibrazione del software di simulazione. In tal modo il simulatore riesce a fornire risultati molto vicini alla realtà. In seguito ci si è concentrati sulla simulazione di un componente meccanico e della sua realizzazione.
|
Abstract
According to the Wohlers Report, the global market of Additive Manufacturing (AM) and 3D printing will reach 6 billions in 2017 and will exceed 10 billions in 2020.
It is not a coincidence that the National Industrial Plan 4.0, also called the Fourth Industrial Revolution, which has been developed by the Minister for Economic Development and has been in effect since the first half of 2017, encourages the companies to use additive technologies through various tax incentives.
Similar to what happened in the 1950s with the advent of CNC machines and, from the 70's to CAD / CAM systems, AM would likely completely overturn the production methods, also thanks to the possibility of customization and of production of complex components, optimized for their functionality without the limitations imposed by conventional manufacturing processes.
This study aims, through a software analysis and simulation process, to prevent potential errors that may come out during the production process (such as internal residual stresses at critical points of the component being manufactured) and thus to avoid corrective actions and the consequent time and cost disadvantages.
Besides, in the absence of a simulation process, the trial and error approach leads to many rejected parts, which are not compliant with the required standards.
The first phase of the work focused on the production of calibration specimens with the SLM 280HL machine.
This process involves the preparation of the job from start to the end (powder sieving, mounting / removing plate-recoater, cleaning).
Once the specimens were obtained, they were used to calibrate the simulation software; in this way, the simulator can deliver results very close to reality.
Then the work focused on the simulation of a mechanical component and on its production.
|