Studio sperimentale sulla finitura di realizzazione degli spigoli nel processo fused deposition modeling

This thesis work deals with a particular aspect of the technology FDM: the quality of implementation of the edges. Thorough study of the literature currently available relating to the characteristics of the quality achievable with printing FDM allowed to show what are the main defects found on the surfaces of the objects made with this process. Note these concepts is then passed to the study of the edges themselves. Theories are developed about the defects found on the edges and about the factors that can cause them. On the basis of this theories, was designed the subsequent experimental phase. The analysis covered three different geometric quantities: the position error, the error of the form and the orientation error. The results showed the clear advantage of position error than the other two quantities. The interpretation of the statistical analyzes performed has allowed to create process maps in which are shown as combinations of the parameters used during the printing stage go to affect the characteristics of quality of the edges. In the final phase the results obtained were applied to the study of the quality of two prototypes made with different process parameters FDM. The thesis was carried out in collaboration with the laboratory "Made In Lab" in Vigevano, active research center within the FDM additive technology.

Questo elaborato di tesi si è focalizzato su un aspetto particolare della tecnologia FDM: la qualità di realizzazione degli spigoli. Un approfondito studio della letteratura attualmente a disposizione riguardante le caratteristiche della qualità ottenibile con la stampa FDM ha permesso di mostrare quali siano i principali difetti riscontrabili sulle superfici degli oggetti realizzati con tale processo. Noti questi concetti si è poi passati allo studio degli spigoli veri e propri. Si sono quindi sviluppate delle teorie riguardanti quali possano essere i difetti riscontrabili sugli spigoli e da quali fattori possano essere determinati. Sulla base di questo è stata progettata la successiva fase sperimentale. L’analisi ha riguardato tre quantità geometriche differenti: l’errore di posizione, l’errore di forma e l’errore di orientamento. I risultati hanno mostrato la netta preminenza dell’errore di posizione rispetto alle altre due quantità. L’interpretazione delle analisi statistiche effettuate ha permesso di creare delle mappe di processo in cui sono mostrate come le combinazioni dei parametri utilizzati durante la fase di stampa vadano ad influire sulle caratteristiche di qualità degli spigoli. Nella fase conclusiva i risultati ottenuti sono stati applicati allo studio della qualità di due prototipi realizzati con differenti parametri del processo FDM. La tesi è stata svolta con la collaborazione del laboratorio “Made In Lab” di Vigevano, attivo centro di ricerca nell’ambito della tecnologia additiva FDM.