Stampa 3D di compositi a fibra corta e continua. La manifattura additiva incontra la robotica

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Elena Romeo
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1 Stampa 3D di compositi a fibra corta e continua. La manifattura additiva incontra la robotica Marinella Levi Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica Giulio Natta 12 ottobre 2016

2 +LAB la ricerca sulla stampa 3D Applicazioni Materiali Processi 2

3 la stampa 3D dal CAD alla macchina CNC layer by layer 3

4 la stampa 3D dal CAD alla macchina CNC layer by layer 4

5 la stampa 3D dal CAD alla macchina CNC layer by layer 5

6 La manifattura additiva 6

7 layer by layer process 7

8 L idea

9 L idea E possibile ottenere materiali compositi da tecnologie additive? 9

19 le 3 linee di ricerca

20 Quale matrice per la manifattura additiva di compositi MATRICE Matrice Termoplastica Matrice Termoindurente

21 Quale matrice per la manifattura additiva di compositi MATRICE Matrice Termoplastica Matrice Termoindurente

22 MATRICE Quale matrice per la manifattura additiva di compositi Matrice Termoplastica Matrice Termoindurente

23 L importanza della matrice Matrice Termoindurente Prestazioni meccaniche Resistenza chimica Temperature di esercizio Bassa igroscopicità Costo

24 L importanza della matrice

25 MATERIALI COMPOSITI a matrice termoindurente 3 linee di ricerca Nanoparticelle Fibra continua Fibra corta 25

26 compositi a fibra corta e nanocompositi...

27 Liquid Deposition Modelling LDM materiale allo stato liquido sistema di estrusione a pistone apparato di polimerizzazione 27

28 Liquid Deposition Modelling LDM 28

29 Estrusore a siringa / Estrusore a vite senza fine LDM 29

31 Nanotubi di Carbonio Grafene nanocompositi conduttivi a base di nanotubi di carbonio proprietà meccaniche conducibilità elettrica conducibilità termica 31

32 nanocompositi conduttivi 32

33 Compositi a fibra corta..

34 compositi a fibra corta Matrice Epossidica Acrilica Poliuretanica Poliestere Fibre Carbonio Vetro Kevlar Fibre naturali 34

35 Compositi a fibra corta 35

36 12/12/2014 Hello World!.gcode.. 36

37 Il primo pezzo stampato in 3D con resina termoindurente a fibra continua 37

38 Compositi a fibra continua

39 Il sistema di stampa 3D di materiali compositi a matrice termoindurente caricati a fibra continua è stato depositato come brevetto Apparecchiatura e metodo per la stampa tridimensionale di materiali compositi a fibra continua Domanda numero:

40 la tecnologia: AM di compositi fibra continua 40

41 Il prototipo 41

42 Dalla fibra corta di carbonio

43 Alla fibra lunga mista di vetro e carbonio.

44 La stampa 3d layer by layer sfrutta un sistema di deposizione di materiale a strati paralleli alla superficie di costruzione. linear slicing vs smart slicing F 100 KG 44

45 Un sistema di deposizione tradizionale non è ottimizzato per aumentare le proprietà meccaniche. linear slicing F 45

46 Uno slicing intelligente permette di orientare le fibre in funzione del carico partendo dal FEM. smart slicing F 100 KG 46

47 smart slicing Deposizione superficiale e infil 47

48 Test fibre di vetro + resina acrilica, peso 88 gr. smart slicin 48

49 dov è la novelty?

51 Come classificare questo processo? composite materials fiber reinforced composites particle reinforced composites random orientation preferred orientation single layer composites multilayered composites laminates hybrids continuous fiber composites discontinuous fiber composites continuous fiber smart manufacturing unidirectional bidirectional random orientation preferred orientation 51

52 Forme complesse fin ora impossibili da realizzare. La libertà della lavorazione SENZA STAMPI 52

53 Elevate prestazioni derivanti dal utilizzo di materiali performanti con un processo di deposizione controllata. Prestazioni 53

54 La manifattura additiva produce 100 oggetti uguali o cento oggetti differenti con lo stesso costo di impianto. Personalizzazione estrema 54

55 Dall idea al prodotto in breve tempo. velocità di produzione 55

56 Possibilità di creare materiali ibridi e modulare le proprietà delle strutture. Strutture adattive e materiali intelligenti 56

58 il mondo della stampa 3d di compositi The Boston Globe 03/07/ /12/2014 Fortune 23/06/ /04/2016 TCT Magazine 17/05/2016 3Dprint.com 27/06/

59 il mondo della stampa 3d di compositi 59

60 dov è il goal?

61 Un grande mercato potenziale Settori applicativi dei compositi in Italia 61

62 I GOL Elevate Prestazioni Grandi Dimensioni ALTO VALORE AGGIUNTO 62

63 Adattare la tecnologia CFSM ad una macchina di grandi dimensioni simile a quelle utilizzate nei sistemi di Fiber Placement Manufacturing. GRANDI MACCHINE 63

64 Andare oltre i 3 assi l incontro con la robotica. 64

68 ATROPOS

83 Grazie a voi tutti per la cortese attenzione. marinella.levi@polimi.it info@piulab.it

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