Indagine Conoscitiva e Analisi Tecnica delle Cause Generative dei “Crash” delle stampanti per Selective Laser Sintering = Technical Analysis and Knowledge Survey on Processing Failures Causes for Selective Laser Sintering 3D Printers

La problematica trattata nel mio elaborato di tesi è emersa nel corso della mia attività di stage e tesi svolta presso lo stabilimento “3D Systems Italia” dove ho avuto la possibilità di approfondire la mia conoscenza del mondo dell'Additive Manufacturing. L’obiettivo centrale di questo elaborato è l’indagine conoscitiva e l’analisi tecnica delle cause che possono generare fallimenti di lavorazione, che nella trattazione verranno anche chiamati “crash”, delle stampanti SLS (Selective Laser Sintering) con l’obbiettivo di raggiungere la stabilizzazione del processo attraverso uno studio approfondito dei parametri e delle condizioni ambientali dello stesso. L’interruzione inaspettata di una lavorazione di SLS rappresenta, per le aziende che adottano questa tecnologia, una complicazione molto seria sia in termini economici che di immagine. I contenuti della tesi sono stati suddivisi in cinque capitoli ciascuno dei quali propedeutico alla comprensione del successivo. Il primo capitolo è prettamente introduttivo fornendo una panoramica generale dell’Additive Manufacturing per poi descrivere il profilo aziendale presso cui ho svolto la mia attività di stage e tesi. Il secondo capitolo affronta la fenomenologia del processo di SLS, l’argomento della affidabilità delle macchine, delle conseguenze che il fallimento di una lavorazione comporta e infine delle metodologie più comuni per analizzare le cause “radice” di generiche problematiche. Questo capitolo termina con la trattazione delle cause principali che possono portare ad un “crash” individuate durante l’esperienza aziendale. Il terzo e il quarto capitolo trattano della raccolta, monitoraggio e analisi dei dati dei “crash” partendo dalle cause individuate nel capitolo precedente. Si pone soprattutto l’attenzione sull’implementazione del codice Matlab per il controllo in tempo reale della piattaforma di lavoro, basato su algoritmi di analisi delle immagini, che in caso di situazioni problematiche manda una e-mail al tecnico responsabile. Le motivazioni che possono portare ai “crash” sono spesso dovute a cause multiple e non necessariamente legate ad un singolo fattore (obsolescenza dei componenti, crescita dei coefficienti di utilizzo dei macchinari, fattori ambientali, livello di attenzione dell’operatore). Per concludere, nell’ultimo capitolo sono state proposte diverse soluzioni da mettere in campo per poter risolvere e/o prevenire le problematiche individuate: acquisto di componentistica di ultima generazione, miglioramento dei codici Matlab implementati, riorganizzazione della manutenzione programmata, modifica al recoater e infine completa caratterizzazione delle condizioni ambientali e del relativo rapporto con l’umidità della polvere così da poter replicare le condizioni di miglior efficienza dal punto di vista dei “crash”. La mia esperienza e il mio elaborato finale si pongono come obiettivo quello di essere il punto di partenza per uno studio più approfondito nei confronti di questa tipologia di problematica. Il risultato asintotico di questa analisi è l’azzeramento del numero di “crash” proprio in virtù degli svariati elementi che concorrono ai fallimenti di lavorazione. Un’attività dedicata e costante nel tempo al fine di indagare maggiormente queste problematiche potrà certamente far ottenere benefici concreti alle aziende in termini di diminuzione sostanziale della percentuale annuale di “crash” e conseguente riduzione dei costi e ritardi di consegna ad essi associati.