Progettazione, sviluppo e prototipazione di una stampante 3D industriale a getto di inchiostro mediante l'approccio DFMA

Questo lavoro di tesi descrive l'attività  di tirocinio svolta all'interno dell'azienda Concr3de Bv, mediante un tirocinio di 11 mesi svolto all'estero. Concr3de Bv ਠuna start-up con sede a Rotterdam, affermatasi negli ultimi anni nel campo dell'Additive Manufacturing per la progettazione, sviluppo e produzione di materiali base per la stampa a getto d'inchiostro e delle stampanti stesse. Obiettivo della presente tesi ਠstato progettare e ingegnerizzare un componente della stampante 3D a getto d'inchiostro “Armadillo”, in particolare l'unità  detta “powder spreading unit”, passando dal prototipo disponibile in azienda al momento di inizio del tirocinio ad un vero e proprio prodotto industriale con un target di mercato. La progettazione e lo sviluppo di questo prodotto hanno seguito fin dai primi step i principi e le metodologie tipiche del “Design for Manufacture and Assembly” (DFMA), con l'obbiettivo di realizzare un componente dalle elevate prestazioni, compatto, il pi๠possibile economico e dalla semplicità  di produzione e di assemblaggio mediante la riduzione dei componenti a distinta, delle modalità  di assemblaggio e mediante la scelta delle tecnologie realizzative pi๠appropriate alla natura del prodotto e ai volumi produttivi. La realizzazione del prototipo finale ha incontrato una serie di difficoltà  ed imprevisti, superati grazie al solido know-how fornito dall'azienda stessa e al metodo DFMA, con approcci progettuali basati su interazione e design review. Tra le conoscenze acquisite ਠda sottolineare la dipendenza della qualità  dello strato di polvere depositato dai parametri del compattatore, detto “Roller”, quali diametro, materiale, velocità  di rotazione, velocità  di avanzamento e verso di rotazione; particolare menzione anche per l'influenza degli accoppiamenti e dei giochi tra gli organi di trasmissione ancora sulla qualità  dei layer ottenuti. La soluzione adottata dal candidato prevede una struttura realizzata in un unico pezzo mediante la tecnologia della piegatura di lamiera metallica, con alcune features implementate in sottoassiemi separati che risultano facilmente montabili, secondo i principi del DFMA; prevede inoltre l'utilizzo di un roller dal diametro maggiorato per incrementare la qualità  della superficie di stampa e le potenzialità  del prodotto in termini di varietà  di polveri utilizzabili. Il risultato finale del progetto, approvato dai supervisori aziendali, rappresenta il componente che verrà  realmente sviluppato e montato a bordo della stampante “Armadillo” di casa Concre3de nei mesi successivi alla conclusione del suddetto tirocinio e che vedrà  quindi l'affermarsi di un progetto mediante l'immissione sul mercato al termine del 2019.