Fabbricazione additiva di provini polimerici multimateriale con estensimetro costampato per misure di deformazione a trazione. = Additive manufacturing of polymeric multimaterial specimens with co-printed strain gauge for tensile strain measurements

ABSTRACT Lo scopo di questo progetto è quello di unire due mondi apparentemente diversi l’uno dall’altro: la stampa 3D e la teoria degli estensimetri a resistenza elettrica. Prima di tutto verrà spiegato il processo di creazione dei componenti, i quali verranno successivamente testati a trazione. Nello specifico, la tecnica di produzione additiva denominata Fuse Deposition Modelling (FDM) verrà descritta nel dettaglio. Il processo FDM è uno dei più diffusi per creare oggetti in materiale polimerico in maniera additiva. Dopo questa breve introduzione, il passo successivo sarà quello di analizzare l'ingegnerizzazione del provino di trazione e la produzione di un estensimetro sulla sua superficie. I materiali più adatti saranno descritti nel dettaglio, in particolare quello dell'estensimetro perché deve essere in grado di condurre l’elettricità. Una volta prodotto il componente, è necessario creare il sistema di alimentazione dell’estensimetro, quest’ultimo servirà anche ad acquisire i dati dei test. Sulla base della teoria degli estensimetri, verrà creato il circuito elettrico e una scheda Arduino sarà utilizzata per amplificare il segnale del sistema. Una volta letti, i dati provenienti dalla scheda Arduino verranno salvati ed elaborati allo scopo di comprendere come si comporta il sistema e quale percentuale delle prove è possibile monitorare. Questa tesi include anche una descrizione di tutte le macchine utilizzate, ad esempio la macchina di trazione e la stampante 3D utilizzata per produrre i componenti. Questa applicazione non è mai stata provata in precedenza, pertanto verranno esaminati sia gli aspetti positivi che quelli negativi offrendo suggerimenti su come migliorare questo progetto. La superficie di rottura è stata analizzata al microscopio e le foto di questa trattazione sono disponibili nel capitolo specifico. Se questa applicazione venisse ottimizzata, comporterebbe una riduzione dei tempi e dei costi nel campo delle misure di deformazione, campo essenziale nel settore dell'ingegneria meccanica. Infatti, l’operatore che attualmente esegue queste misure è costretto ad acquistare gli estensimetri dall’esterno e il processo di incollaggio risulta abbastanza lungo e complicato. Sfruttando questa applicazione, la fase di incollaggio verrà eliminata, essendo l’estensimetro costampato direttamente sulla superficie del campione.