Frequency study and simulation model design of an innovative 3D printer

This project describes the analysis performed to increase the natural frequency of a liner delta 3D printer from an initial temporary value to a desired one. The initial structure geometry produced too large vibrations that affected the accuracy of the overall printing system and didn't allow to obtain required performances, so it was necessary to reinforce that with adequate supports. The first steps were to identify the printer natural frequencies and observe its behavior when subjected to an external force, then a virtual model of the printer was realized using Solidworks software and its “Simulation tools”. Here it comes the design part, in which several solutions of the possible structural changes were tested and compared, considering the printer geometrical constrains and the manufacturing of the components. Finally, the chosen solution was refined and realized.

In questo lavoro di tesi viene descritta l’analisi svolta per aumentare le frequenze proprie di una stampante 3D linear delta, da un valore iniziale provvisorio ad uno desiderato. La geometria della struttura iniziale produceva vibrazioni troppo elevate che compromettevano l’accuratezza del sistema di stampaggio e non permettevano di raggiungere le performance richieste, quindi è stato necessario rinforzarla con adeguati supporti. Il primo passo è stato identificare le frequenze naturali della stampante e osservare il suo comportamento quando soggetto ad una forzante esterna, poi è stato realizzato un modello virtuale della stampante usando il software SolidWorks e la sua estensione “Simulation”. Si è proseguito con la parte di design, nella quale diverse soluzioni dei possibili cambiamenti strutturali sono state valutate e comparate, considerando i vincoli geometrici della stampante e la loro fattibilità di realizzazione. Infine, la soluzione finale è stata perfezionata e realizzata.