progettazione di metamateriali a bassa densità macroscopicamente isotropi

Nel capitolo uno di questo lavoro di tesi viene presentata la fabbricazione additiva (AM), generalmente nota come stampa 3D, un’innovativa tecnica di fabbricazione che ha visto una notevole evoluzione ed espansione solo negli ultimi anni rinnovando l’industria e la produzione. Per AM si intende un processo di fabbricazione che prevede la realizzazione delle parti depositando il materiale strato per strato a partire da un modello geometrico 3D computerizzato. Si presterà particolare attenzione alla successione delle fasi da seguire per il processo di fabbricazione, i materiali prettamente utilizzati, le diverse tecniche di stampa esistenti, le principali applicazioni e vantaggi e svantaggi di tale processo. Nel secondo capitolo ci si concentrerà su un’innovativa famiglia di strutture nata grazie a una continua ricerca di materiali con bassi valori di densità ma con le caratteristiche quali rigidità e resistenza pari a quelle dei materiali ad elevata massa. Le strutture a reticolo, dette lattice-structures, hanno suscitato un notevole interesse in questo campo, in particolare le superfici minime tripolarmente periodiche prodotte tramite tecniche di Additive Manufacturing. Si studieranno attentamente le proprietà e le caratteristiche che contraddistinguono queste strutture soffermandosi principalmente sulle superfici Diamond, Gyroid, Neovius e Schwarz P. Nel terzo capitolo, fulcro di questo lavoro di tesi, dopo aver compreso come le superfici sopra nominate, prese singolarmente, non solo non riescono a raggiungere elevati valori dei moduli elastici ma presentano un’elevata anisotropia, si è pensato di combinare tra loro differenti tipologie di strutture TPMS per definire una nuova composizione delle stesse con comportamento macroscopicamente isotropo e possibile da stampare mediante tecnologia DLP. Verranno discussi argomenti prettamente pratici come la produzione dei provini necessari per comprendere le proprietà del materiale, le differenti composizioni possibili della nuova struttura, simulazione numerica tramite il software nTopology e prove meccaniche per verificare se i dati ottenuti mediante omogeneizzazione combaciano con quelli ottenuti sperimentalmente.