Stampa 3d per pezzi strutturali di un carrello di aeromodello

The model aircraft sector identifies a niche market, which nevertheless has enormous potential for deve-lopment and expansion, thanks also to the research and use of technological innovations that you apply to sector make it constantly evolving and always at the forefront. In this context, a wide range of new development possibilities can be provided by the use of 3D printing, until now only used in realiza-tion of aesthetic details in the production of models. The question to which this thesis arises to answer is: 3D printing can leave the puramenet “decorative” sphere, and take on a task well wider as it is also used in the production of structural components in the sector model aircraft? And the use of 3D printing in this sector can lead to a reduction in costs and ad a simplification of production, ma-king the sector more accessible to different groups of potentials users? The study of my thesis will focus on a fun-damental, articulated and strongly component mechanically stressed: the landing gear. My research is structured as follows: after a quick illustrative summary of the history of the G91 aircraft, whose trolley I will analyze and reproduce, I will introduce the model aircraft sector by presenting in particu-lar the company with which I collaborated for the realization of this research, and the model aircraft produ-ced by it on which the trolley object of my study is used. So I focus my attention on the landing gear: I use 3D scanning to detect precisely the geometries of the various components that make it up, in order to create a 3D model using CAD that faithfully reproduces the original. I then defined and analyzed the requests of the sector (through a questionnaire proposed to groups model aircraft of different extraction and localization, so as to probe a more varied ceiling of users), for identify the type of 3D printer that is most used, identifying the range of materials accessible to them. On this basis, thanks to the finite element analysis (FEM) I verified the strengths and weaknesses given by the geometry / material binomial, to understand if the application of 3D printing to structural components could be walkable. Having verified the theoretical feasibility, I then carried out the structural tests on a pro-totype myself made to validate the hypotheses studied. As expected, the prototype tests in the laboratory have highlighted further critical issues, which I solved by modifying the design. Finally, I ran the tests again in laboratory on the modified version of the components, achieving the set goal: a component structural, made in 3D printing, able to satisfy the demands of the reference market. I concluded my research by comparing various aspects of the product made and comparing them to the product offered by the market today.

Il settore dell’aeromodellismo individua un mercato di nicchia, che presenta tuttavia enormi potenzialità di sviluppo e ampliamento, grazie anche alla ricerca e all’utilizzo delle innovazioni tecnologiche che applicate al settore lo rendono in continua evoluzione e sempre all’avanguardia. In questo contesto, un ampio ventaglio di nuove possibilità di sviluppo può essere fornito dall’utilizzo della stampa 3D, finora impiegata solo nella re-alizzazione di dettagli estetici nella produzione di modelli. La domanda alla quale questa tesi si ripropone di dare risposta è: può la stampa 3D uscire dall’ambito puramente “decorativo”, ed assumere un compito ben più ampio essendo impiegata anche nella realizzazione di componenti strutturali nel settore aeromodellisti-co? E l’impiego della stampa 3D in questo settore, può portare ad una riduzione dei costi e ad una semplifica-zione della produzione, rendendo più accessibile il settore a diverse fascie di potenziali utilizzatori? Lo studio della mia tesi si focalizzerà su un componente fondamentale, articolato e fortemente sollecitato a livello meccanico: il carrello di atterraggio. La mia ricerca è così strutturata: dopo un rapido riassunto illustrativo della storia del velivolo G91 , il cui carrello andrò ad analizzare e riprodurre, introduco il settore dell’aeromodellismo presentando in particolare l’Azienda con la quale ho collaborato per la realizzazione di questa ricerca, e l’aeromodello da essa prodotto sul quale è impiegato il carrello oggetto del mio studio. Concentro quindi l’attenzione sul carrello d’atterraggio: utilizzo la scansione 3D per rilevare con precisione le geometrie dei vari componenti che lo costituiscono, al fine di realizzare tramite CAD un modello 3D che riproduce fedelmente l’originale. Ho poi definito e analizzato le richieste del settore (mediante un questionario proposto a gruppi aeromo-del-listici di diversa estrazione e localizzazione, così da sondare un più vario plafond di utenti), per indivi-duare la tipologia di stampante 3D che risulta maggiormente utilizzata, identificando il range di materiali a loro accessibili. Su queste basi , grazie all’analisi di elementi finiti (FEM) ho verificato i punti di forza e di debolezza dati dal binomio geometria/materiale, per capire se l’applicazione della stampa3D a componenti strutturali potesse essere percorribile. Verificata la fattibilità teorica ho poi effettuato i test strutturali su un prototipo da me re-alizzato per validare le ipotesi studiate. Come prevedibile, i test su prototipo in laboratorio hanno eviden-zia-to ulteriori criticità, che ho risolto modificandone il design. Infine, ho rieffettuato i test in laboratorio sulla versione modificata dei componenti, ottenendo l’obiettivo prefissato: un componente strutturale, realizzato in stampa 3D, in grado di soddisfare le richieste del mercato di riferimento. Ho concluso la mia ricerca comparando vari aspetti del prodotto realizzato e confrontandoli al prodotto offerto dal mercato oggi.