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preventivo

Preventivo










3D Printing and 3D Systems printers 3D Printing and 3D Systems printers
Strutture ad alto assorbimento di energia

Strutture ad alto assorbimento di energia

giugno 23, 2014 in Novità

Un casco da ciclismo racchiude tutte le potenzialità della produzione additiva

 

Con la diffusione delle tecnologie di produzione additiva si è sviluppata la consapevolezza di avere a disposizione una tecnologia in grado di creare oggetti con forme impossibili da realizzare attraverso i processi tradizionali, facendo cadere così un’ulteriore limitazione alla creatività. Parte da questo presupposto l’idea che ha guidato l’elaborazione di una tesi magistrale in Design & Engineering, che ha trattato i temi legati alla sicurezza nello sport, guardando in particolare lo sviluppo di sistemi ad alta capacità di assorbimento e dispersione di energia applicati a componenti protettivi.

Le strutture reticolari

Per la definizione delle geometrie si è presa ispirazione dall’ingegneria strutturale. Viene definita “struttura reticolare” l’insieme di aste complanari vincolate ai nodi, in modo da ottenere un elemento resistente e indeformabile, ma allo stesso tempo il più leggero possibile, in grado di assorbire deformazioni sia per compressione sia per trazione. La struttura è costituita da elementi continui chiamati correnti e da parti verticali (montanti), oppure inclinate (diagonali). É stata condotta un’analisi più approfondita, prendendo in considerazione il singolo modulo che compone la struttura, testando singole aste verticali, incroci di diagonali con inclinazioni e diametri differenti, o strutture più complesse con tetraedri e dodecaedri.

Solo tramite un processo di fabbricazione additiva è possibile ottenere delle strutture reticolari con moduli di questa complessità che si ripetano nelle tre dimensioni. L’obiettivo era ottenere una struttura finale ad alta capacità di assorbimento di energia, con la possibilità di suddividere la forza impressa, in parte al singolo modulo, che ha il compito di disperdere quanta più energia possibile, fino a rottura, e in parte minore ai moduli vicini che ripetono la stessa operazione di assorbimento e dispersione di energia rimanente ai moduli sottostanti, fino al completo esaurimento dell’energia. Il rapporto tra forza assorbita da un modulo e forza distribuita sui moduli vicini varia in base alla dimensione e geometria dei moduli stessi. Infine, sono state selezionate tre strutture da confrontare, con caratteristiche molto diverse tra loro, non troppo complesse, per semplificare e velocizzare l’analisi dei test: una composta da semplici celle cubiche, una a struttura piramidale con base quadrata (Warren) e una composta da diagonali incrociate senza montanti (X). Per quanto riguarda il materiale da utilizzare, sono stati presi in considerazione l’ABS, il PC e il nylon rinforzato con il 30% di fibre di vetro corte. Questi materiali hanno proprietà molto diverse tra di loro, e questo ha permesso di effettuare uno studio ad ampio di raggio del loro comportamento in seguito all’applicazione di una forza, in funzione della geometria adottata.

 

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Plastik Aprile 2014 – Mattia Valle

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