Caratterizzazione del comportamento meccanico di strutture lattice mediante analisi micro-CT

L'elaborato verte sull'analisi del comportamento meccanico di una struttura lattice 2x2 con cella elementare di tipo "octet-truss", prodotta tramite tecniche di fabbricazione additiva e sottoposta ad un carico di compressione in campo lineare-elastico. Tale comportamento è stato indagato con l'ausilio di tecniche di natura sperimentale, tra le quali in primis l'analisi micro-CT. Da quest'ultima è stato possibile ricostruire il modello grazie all'ausilio del software "VGStudio Max" così da poter utilizzare la tecnica del Digital Volume Correlation (DVC) per calcolare il campo degli spostamenti e delle deformazioni. Il provino è stato anche sottoposto ad una prova di compressione "classica" sulla macchina di trazione e ad un'analisi bidimensionale tramite Digital Image Correlation (DIC), così da poter effettuare dei confronti tra tecniche sperimentali più datate e consolidate con il più recente DVC. La seconda parte dell'elaborato riguarda invece la modellizzazione e l'analisi agli elementi finiti (FEA) del provino in esame e come software di riferimento è stato utilizzato LS-DYNA del pacchetto Ansys. Le simulazioni FEM sono state svolte sia sul modello "reale" esportato direttamente dal software su cui è stato ricostruito con analisi micro-CT, sia su un modello CAD nominale disegnato tramite il software di modellazione 3D Creo Parametric, sia su un modello equivalente 1D così da poter effettuare i rispettivi confronti per individuare i pregi e i limiti dei vari modelli semplificati che presentano una rigidezza diversa dal provino reale. Per indagare le motivazioni di tali differenze in termini di rigidezza, si è sfruttata l'accuratezza delle ricostruzioni da micro-CT per esportare delle singole "beam" della struttura lattice con tutte le "imperfezioni di stampa", dovute ai limiti in termini di finitura superficiale delle tecniche di fabbricazione additiva, per calcolare dei valori di diametro "equivalente" in modo da verificare se tali "imperfezioni di stampa" partecipino attivamente o passivamente alla deformazione in campo lineare-elastico. Anche in questo caso si è utilizzato il software LS-DYNA per le simulazioni FEM e oltre alle "beam" originali estrapolate direttamente dalla ricostruzione del provino, sono state simulati anche dei modelli CAD nominali sia 3D che 1D per effettuare i vari confronti. In conclusione si è cercato di determinare le caratteristiche meccaniche della struttura lattice alla luce dei risultati sperimentali ritenuti più "affidabili" e della modellazione FEM più coerente con tali dati sperimentali.