Prof. Luca Iuliano Prof. Paolo Minetola e Ing. Eleonora Atzeni Ingg. Manuela Galati e Alessandro Salmi

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1 Advanced Manufacturing Technologies Research Group Additive manufacturing di componenti metallici: impiego delle potenzialità dell'ottimizzazione topologica per incremento delle prestazioni meccaniche e l'alleggerimento Prof. Luca Iuliano Prof. Paolo Minetola e Ing. Eleonora Atzeni Ingg. Manuela Galati e Alessandro Salmi POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP)

2 Politecnico di Torino Department of Management and Production Engineering Politecnico di Torino Prof. Luca Iuliano Full Professor CAD/CAE/CAM and 3D scanning systems Advanced CNC machining and additive manufacturing Material Science and Technology Prof. Paolo Fino Full Professor Applied Science and Technology Department Politecnico di Torino TEAM di Ricerca 13 ricercatori strutturati; 18 assegnisti di ricerca/dottorandi

3 Politecnico di Torino Department of Management and Production Engineering Modena & Reggio Emilia University Department of Mechanical and Civil Engineering Advanced Manufacturing Technologies Research Group Luca Iuliano Full Professor Andrea Gatto Full Professor Eleonora Atzeni Assistant Professor Elena Bassoli Associate Professor Paolo Minetola Associate Professor Lucia Denti Postdoctoral fellow Alessandro Salmi Assistant Professor Manuela Galati Research fellow Primo Articolo AM Metalli: Ippolito R., Iuliano L., Gatto A., 1996, Edm tooling by solid freeform fabrication and electroplating techniques Proceeding of 7th Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin august, Texas, USA, pp

4 WP6 High performance solutions for additive manufacturing and for micro/nano systems, fabrication of costumized lines for mems devices testing L. Iuliano: Politecnico di Torino DIGEP P. Fino, F. Pirri: Politecnico di Torino DISAT SPEA S.p.A. Volpiano (To)

5 MASTER UNIVERSITARIO DI II LIVELLO IN ADDITIVE MANUFACTURING

6 Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica: Orientamento in Fabbricazione Additiva

7 Progetto di Formazione - FONDIMPRESA

8 Advanced Manufacturing Technologies Research Group Additive manufacturing di componenti metallici: impiego delle potenzialità dell'ottimizzazione topologica per incremento delle prestazioni meccaniche e l'alleggerimento Ing. Manuela Galati Proff. Luca Iuliano e Paolo Minetola Ingg. Eleonora Atzeni e Alessandro Salmi POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP)

9 INTRODUZIONE METODOLOGIA CASO STUDIO RISULTATI CONCLUSIONI Introduzione Vantaggi delle tecniche di Additive Manufacturing: Produzione geometrie complesse Strutture alleggerite Riduzione del numero di componenti da assemblare Design personalizzato Materiali con performance elevate Non sono richiesti utensili e attrezzature ausiliare Riduzione lead time

10 INTRODUZIONE METODOLOGIA CASO STUDIO RISULTATI CONCLUSIONI Introduzione Si parla di Re-design per AM quando si fa riferimento alla riprogettazione di componenti già sul mercato e attualmente prodotti mediante tecniche di produzione tradizionali. Obiettivi della Riprogettazione di singoli componenti: Migliorare le performance del componente Ridurre il peso del componente Ridurre il tempo e i costi di sviluppo prodotto

11 INTRODUZIONE METODOLOGIA CASO STUDIO RISULTATI CONCLUSIONI Introduzione Progettazione Tradizionale Progettazione per AM Processo tradizionale Progettazione Processo AM Progettazione Costi di produzione Costi di produzione 1 geometria (compromesso) Geometria personalizzata Geometria A Geometria B.

12 INTRODUZIONE METODOLOGIA CASO STUDIO RISULTATI CONCLUSIONI Metodologia Redesign for AM Analisi del comportamento meccanico del componente originale Costruzione del modello FE Analisi Statica Analisi Quasi-Statica Analisi Dinamica Ottimizzazione Topologica Individuazione degli obiettivi di progettazione Individuazione dei vincoli progettuali Individuazione dello spazio di progettazione Scelta del materiale e del processo di AM Ottimizzazione topologica del componente Post Processo Elaborazione CAD della geometria ottimizzata Verifica del comportamento meccanico del componente riprogettato

13 Analaisi CAE Ottimizzazione Topologica Post Processo Prototipo concettuale Produzione INTRODUZIONE METODOLOGIA CASO STUDIO RISULTATI CONCLUSIONI Vincoli di produzione ridotti Conclusioni Costruzione della parte con densità controllata e superfici complesse Il CAD 3D risultato della ottimizzazione topologica potrebbe essere usato come input diretto di produzione L additive manufacturing come unico sistema per la produzione di parti topologicamente ottimizzate Limite dei software intrefaccia CAD/CAM e gestione dei file STL Analisi Statica Analisi Dinamica Identificazione degli obiettivi Definizione dei vincoli Selezione del material e del processo AM Ottimizzazione Topologica Modellazione CAD e ottimizzazione della geometria Analisi CAE di verifica Valutazione del design Aggiunta del sovrametallo per le operazioni di finitura Produzione della parte finale