Simulazioni elastodinamiche di una stampante 3D per lo studio di varianti progettuali ottimizzate

L'azienda Mark One S.r.l di Bora Bassa (FC), produttrice di stampanti 3D, si è posta come obiettivo strategico la revisione del design della struttura portante di una delle macchine prodotte, al fine di ridurne il peso per motivi di praticità e logistica. Questa richiesta comporta alleggerire i componenti, variandone il materiale, snellendone la geometria, semplificando il design di alcuni gruppi funzionali; tali modifiche non dovranno compromettere le prestazioni del macchinario né prevedere incrementi eccessivi dei costi di produzione. L’attività descritta in questa tesi è focalizzata sull’analisi del comportamento vibratorio della macchina prima e dopo l’introduzione di alcune modifiche progettuali proposte per ridurne la massa complessiva. In prima istanza, il lavoro svolto è di natura metodologica, finalizzato al trasferimento tecnologico di know-how all’azienda, che non ha, finora, riscontrato la necessità di effettuare studi per l’analisi elastodinamica dei propri prodotti. Partendo dai modelli CAD si sono condotte analisi modali numeriche per calcolare modi propri di vibrare e frequenze naturali. Oltre alla versione attuale della stampante in esame, sono state analizzate le varianti progettuali alternative proposte per soddisfare l’obiettivo fissato. I diversi modelli proposti sono stati confrontati con il modello di stampante attualmente prodotto, sia in termini di riduzione di massa ottenibile che di variazione dei parametri modali della struttura (non ritenendo opportune le modifiche che comportino una riduzione significativa delle frequenze naturali dei modi di vibrare). Il risultato dell’attività svolta è duplice: la definizione di una procedura operativa da seguire in fase di (ri-)progettazione delle stampanti prodotte dall’azienda per lo studio dei loro parametri modali e l'individuazione delle strategie di intervento progettuale più efficaci per limitare la massa delle stampanti senza comprometterne le prestazioni elastodinamiche.