Design di un ugello per stampaggio tridimensionale di materiali per Fused Deposition Modeling of metals (FDMm)

The aim of this thesis is to choice and to check the design of a nozzle for three-dimensional molding processes of Metal Injection Moulding materials, to be used, in the future, on an innovative 3D printer developed by the project EFeSTO. During the thesis work, the design of a pre-existing nozzle has been modified to accommodate the need to obtain a wire extruded diameter smaller than one millimeter, according to some guidelines indicated in the literature. Three materials to be extruded were considered, different by composition and physical characteristics, for the preliminary choice of design. Then the study has been moved on the most widely known for feasibility testing. A first test was carried out through simulations of extrusion using a software for the solution of the finite elements problem. Finally the nozzle has been realized and simulations compared with results of extrusion tests conducted at different levels of temperature and pressure.

Lo scopo del lavoro di tesi è la scelta e la verifica del design di un ugello per processi di stampaggio tridimensionale di materiali tipici del Metal Injection Moulding, da utilizzare in futuro su una innovativa stampante 3D sviluppata dal progetto EFeSTO. Durante l'attività di tesi, il design di un ugello preesistente è stato modificato per assecondare l'esigenza di ottenere un filo estruso di diametro inferiore al millimetro, secondo alcune linee guida indicate in letteratura. Si sono considerati tre materiali da estrusione, differenti per composizione e caratteristiche fisiche, per la scelta preliminare del design, per poi focalizzarsi su quello maggiormente conosciuto per i test di fattibilità. Una prima verifica è stata effettuata tramite alcune simulazioni di estrusione utilizzando un software per la soluzione del problema ad elementi finiti. Infine l'ugello è stato realizzato e le simulazioni testate mediante prove di estrusione condotte a diversi livelli di temperatura e pressione.