Progettazione computazionale, stampa 3D e verifica strutturale di una nuova classe di elementi lattice in acciaio

L’avvento della manifattura additiva rappresenta uno dei temi di ricerca di maggiore interesse nel settore delle costruzioni. Nello specifico, la capacità attuale di realizzare grandi strutture in acciaio, mediante il processo Wire-and-Arc Additive Manufacturing, ha le potenzialità per apportare un significativo cambiamento al modo di pensare, progettare e realizzare questo tipo di strutture. L’ottimizzazione e l’efficienza resi possibili da tale strumento hanno già reso possibile la realizzazione di progetti pioneristici come interi ponti pedonali o colonne diagrid. Oltre alle possibilità tecnologiche, in essi è possibile vedere il nuovo approccio computazionale alla progettazione di una struttura, concettualmente basata sulla definizione di una geometria e dei suoi parametri principali che verranno poi testati e modificati per ottenere la soluzione più efficace. Nonostante le possibilità elencate ed i numerosi studi in materia, sono ancora diverse le sfide che la ricerca dovrà superare prima della definitiva affermazione e diffusione di tale strumento. Tra queste annoveriamo la difficoltà nel definire le proprietà meccaniche ed il comportamento strutturale nel breve quanto nel lungo periodo, la valutazione della sicurezza e la certificazione dei prodotti finali. L’obiettivo di tale studio è quello analizzare il procedimento complessivo di realizzazione di campioni mediante il processo WAAM dot-by-dot. Nello specifico il metodo di ricerca si basa su di un approccio computazionale, dalla progettazione parametrica, fino alla fabbricazione mediante stampa 3D metallica. Segue una fase di analisi strutturale e confronto tra i vari campioni, focalizzandosi sulle conseguenze dei parametri geometrici in input sul comportamento sia locale che globale. Tale studio rientra all’interno di un ampio filone di ricerca che vede l’Università di Bologna come partecipe e protagonista per la definizione dei parametri meccanici per scopi di progettazione e verifica strutturale.