Misure di deformazione su provini in ABS mediante estensimetri costampati con impiego di filamenti conduttivi in stampa 3D = Strain measurements of ABS specimens with 3D printed strain gauges using conductive filaments

La stampa in 3D è una delle tecnologie più innovative degli ultimi anni, che consente di produrre oggetti di geometria anche molto complessa utilizzando un modello matematico realizzato direttamente sul computer e generato mediante un software CAD 3D. Sarà così evitato l’impiego delle convenzionali metodologie di produzione quali stampaggio o lavorazione mediante macchine utensili, e tutti i limiti geometrici legati a queste tipologie di lavorazione. Oltre a ciò, la stampa in 3D offre la possibilità di realizzare volumi di lavoro fino all’ordine del metro cubo, abbatte i costi di produzione, assicura adeguate prestazioni meccaniche e consente di ottenere tolleranze dimensionali e rugosità accettabili per l’ambito ingegneristico. L’ampia varietà di materiali polimerici e leghe metalliche disponibili per i processi di fabbricazione additiva e la flessibilità legata a queste nuove tecnologie di produzione industriale, offrono nuovi orizzonti nel campo della progettazione meccanica e dell’elettronica. Proprio questi due rami dell’ingegneria vengono presi in considerazione nello studio proposto in questo elaborato, ovvero la sperimentazione di un sistema di acquisizione e raccolta dati con relativo estensimetro stampato in 3D direttamente su un provino in ABS (un copolimero, Acrilonitrile Butadiene Stirene), ottenuto mediante tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling). Il dispositivo di rilevazione, composto da una scheda Arduino e da un software di acquisizione e scrittura dati, consente di ricavare informazioni riguardanti le deformazioni ottenute tramite le prove di flessione e di trazione, utilizzando la misurazione di una differenza di tensione generata dalle sollecitazioni a cui è sottoposto il sensore. Questo sistema risulta particolarmente adatto e funzionale per l’acquisizione di dati inerenti a prove effettuate in laboratorio (poiché la procedura legata al montaggio risulta semplificata con conseguente riduzione delle tempistiche), e una sua particolare ottimizzazione potrebbe semplificare la progettazione e la creazione di sensori biomedici e aprire il campo a nuovi sviluppi legati al mondo della robotica, dal momento che l’utilizzo di conduttori metallici, particolarmente costosi e soggetti sia a corrosione che a limitazioni dovute alla geometria degli spazi, verrebbe evitato e rimpiazzato da un circuito prevalentemente costituito da filamenti di natura polimerica caricati con materiale conduttivo.