Sviluppo di un meccanismo per macchina automatica stampato 3D

Negli ultimi decenni la tecnologia di fabbricazione additiva, comunemente nota col termine “stampa 3D”, ha preso largo impiego in svariati ambiti applicativi. Nonostante sia penalizzata da tempi di produzione relativamente alti, questa tecnologia consente di superare alcuni limiti dimensionali e di forma tipici dei componenti realizzati sfruttando le tecnologie tradizionali (per esempio le lavorazioni meccaniche mediante macchine per asportazione di truciolo a controllo numerico). Uno degli aspetti più vantaggiosi della stampa 3D è la possibilità di realizzare componenti che, rispetto a quelli creati con le tecnologie tradizionali, a parità di forze applicate, presentano rigidezza simile ma volumi minori (e quindi minore massa a parità di densità). Inoltre, la tecnologia stessa permette di realizzare componenti utilizzando contemporaneamente materiali diversi la cui combinazione presenta caratteristiche di resistenza meccanica paragonabili a quelle dei metalli più performanti ma densità più basse. Nell’ambito delle macchine, specialmente per quelle applicazioni in cui l’effetto delle inerzie è predominante sulla coppia motrice, la tecnologia di stampa 3D risulta essenziale per realizzare componenti leggeri ma caratterizzati da un’elevata resistenza e rigidità. Questa tesi analizza un meccanismo esistente utilizzato come spingitore in una macchina automatica, effettuandone la rivisitazione progettuale al fine di sfruttare la tecnologia di stampa 3D per cercare di ridurre al massimo l’effetto delle inerzie sulla coppia motrice. In particolare, viene proposto un meccanismo costituito da componenti le cui geometrie sono state ottenute mediante ottimizzazione topologica. In aggiunta, il meccanismo include elementi elastici (sotto forma di lamine) che, dimensionati opportunamente mediante ottimizzazione parametrica, portano il meccanismo a funzionare in condizioni di “risonanza”, consentendo di ridurre ulteriormente la coppia motrice.