Progettazione, fabbricazione e verifiche sperimentali di una vite plastificatrice per produzione additiva

Fra le tecnologie additive, la Fused Filament Fabrication è fra le più diffuse per quanto riguarda l'utilizzo di materiali polimerici. Tuttavia, il semilavorato di partenza, ovvero un filamento, impone numerosi vincoli per quanto riguarda la scelta del materiale e costi di acquisto elevati. Un tentativo di superare questo limite è l'utilizzo della Fused Granulate Fabrication, ovvero una tecnologia di stampa che utilizza come materiale di partenza il materiale polimerico allo stato granulare, il che rende possibile l'utilizzo di molteplici materiali anche di riciclo, oltre ad abbassare notevolmente il costo d'acquisto. Per questi motivi WASP S.r.l ha implementato sulla sua macchina 3MT un estrusore FGF. Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di aumentare la produttività e l'efficienza del processo tramite la riprogettazione di un elemento centrale nell'estrusore: la vite plastificatrice. Per ottenere tale risultato si è inizialmente svolta un'analisi dello stato dell'arte di processi industriali analoghi, fra i quali è stato scelto il processo di estrusione di polimeri in impianti industriali come caso più analogo, dal quale sono stati presi i criteri di design poi utilizzati In seguito si è sviluppato un modello matematico che fosse in grado di prevedere la quantità di materiale estruso dalla vite a seconda della velocità di rotazione imposta. Allo stesso tempo si è progettata e fabbricata la nuova vite plastificatrice, che è stata poi montata sull'estrusore. Per verificare di aver ottenuto un miglioramento nella produttività e efficienza, si sono eseguite delle prove sperimentali utilizzando come confronto altre due viti plastificatrici di diverso design, precedentemente utilizzate sulla macchina 3MT. Per eseguire queste misure con sufficiente precisione si è programmato e costruito un sistema di misura automatico basato su una scheda di controllo Arduino. Per concludere il lavoro i dati raccolti sono stati analizzati e elaborati