Strutture a rigidezza negativa realizzate in additive manufacturing: analisi delle caratteristiche meccaniche

Questo lavoro di tesi è stato svolto nell’ambito di uno studio pluriennale sulle strutture a rigidezza negativa (NSS) che ha analizzato diverse tipologie di materiale per Additive Manufacturing (AM). In particolare il presente elaborato ha approfondito tramite un’analisi sperimentale dettagliata le strutture a rigidezza negativa realizzate in materiale simil-gomma TangoBlack prodotte utilizzando la tecnologia additiva PolyJet. Un analogo studio è in corso di realizzazione sul materiale TangoGrey, che differisce dal materiale trattato da questo lavoro non solo in termini di colorazione, ma anche nelle caratteristiche di rigidezza e resistenza, come descritto nell’elaborato del collega Santinato presentato contestualmente al presente. Riguardo la stesura di questa tesi, inizialmente viene fatta un’introduzione generale al problema delle strutture a rigidezza negativa; in seguito vengono analizzate nel dettaglio le tecniche di Additive Manufacturing, con un approfondimento sulla PolyJet, e sui materiali utilizzabili nel campo. Successivamente vengono descritte in modo più dettagliato le strutture a rigidezza negativa, concentrandosi su: applicazioni; caratteristiche peculiari, tra cui rigidezza negativa, bistabilità e snap-through; e sul design utilizzato per lo svolgimento delle prove sperimentali, facendo riferimento anche a studi precedenti. Il documento procede poi con i dati ottenuti dalle prove sperimentali per tipo di strutture, non prima di aver caratterizzato il materiale oggetto di questo studio utilizzando sia i dati indicati dalla ditta di produzione, sia prove sperimentali su provini cilindrici. Infine si possono trovare le conclusioni, che riassumono il lavoro svolto, le difficoltà incontrate e le prospettive future nella ricerca e nell’applicazione delle strutture a rigidezza negativa.