Valutazione della sostenibilità tecnologica e ambientale di sistemi di fabbricazione additiva per componenti in materiali polimerici = Assessment of technological and environmental sustainability of AM processes for the production of plastic components

Nel corso degli ultimi anni le tecnologie di Additive Manufacturing (AM) stanno assumendo un ruolo di maggior interesse e rilievo in vari ambiti produttivi. Tali tecnologie si sono sviluppate a partire dagli anni ’80 nel settore della Prototipazione Rapida (PR), ovvero, l’insieme di tecniche industriali volte alla realizzazione fisica del prototipo. Ad oggi, oltre ad essere fortemente impiegate in questo ambito, si stanno velocemente inserendo anche nei settori produttivi delle maggiori imprese leader produttrici su larga scala, con particolare riferimento ai campi dell’autotrazione e dell’aeronautica. I vantaggi derivanti dall’impiego delle tecnologie di manifattura additiva sono innumerevoli e, con riferimento all’ambito produttivo industriale, rispondono perfettamente alla richiesta di continua riduzione di costi, tempi e scarti di produzione . Infatti, tramite l’utilizzo dell’AM è possibile realizzare oggetti con un elevato grado di personalizzazione, passando direttamente dalla progettazione dell’oggetto al CAD (Computer-Aided Design) alla realizzazione dell’oggetto reale, evitando così i dispendiosi step di progettazione e assemblaggio propri delle tradizionali tecnologie di formatura. Inoltre, la possibilità di ottenere il prodotto in un unico step e senza la necessità di assemblaggio, da luogo all’opportunità di conseguire sensibili riduzioni di manodopera [2-3]. Nel complesso, queste caratteristiche sottolineano gli indiscutibili vantaggi economici conseguibili dall’utilizzo delle tecniche di fabbricazione additiva per la produzione di componenti speciali e in piccola serie, al contrario le tecnologie di fabbricazione tradizionali continuano a occupare un ruolo di maggiore importanza nell’ambito della produzione in serie, per questo, i processi di manifattura additiva si stanno prepotentemente inserendo nei settori relativi la produzione di oggetti altamente personalizzati. Lo scopo del presente lavoro di Tesi è la valutazione della sostenibilità tecnologica e ambientale di sistemi di fabbricazione additiva per componenti in materiali polimerici. Ovvero, definire una correlazione tra le principali variabili di processo e l'efficienza energetica nei processi di Fused Deposition Modeling (FDM) e valutare le prestazioni in termini di precisione dimensionale e geometrica delle parti fabbricate. La valutazione combinata dei due aspetti consente di poter apprezzare l’analisi del processo additivo nella sua interezza, consentendo un’osservazione del sistema da diversi punti di vista. Le prove sperimentali sono state progettate ed eseguite per mezzo di tre macchine FDM: Makerbot Replicator, Stratasys Dimension Elite e Stratasys F370.