Studio della propagazione di cricche in materiali prodotti mediante additive manufacturing

Negli ultimi anni la Manifattura Additiva (Additive Manufacturing, AM) si è affermata come una tecnologia promettente ed è oggetto di numerosi studi in ambito ingegneristico [1] [2] [3]. La possibilità di produrre pezzi con geometrie estremamente complesse direttamente dai modelli CAD, unita alla riduzione del numero di collegamenti filettati, del peso complessivo e della necessità di attrezzature tradizionali, ha reso la manifattura additiva una tecnologia altamente appetibile per numerosi settori, tra cui quello aerospaziale, dove innovazione e ottimizzazione delle prestazioni strutturali sono cruciali. Tuttavia, le caratteristiche intrinseche dei materiali AM, come la presenza di difetti e porosità, pongono sfide significative che ne limitano l’impiego su larga scala. [4][5] [6][7][8]. Questa tesi si pone l’obiettivo di studiare la propagazione di cricche all’interno di materiali AM in presenza di difetti interni mediante l’utilizzo del modello peridinamico (PD). L’approccio non-locale [9] è ideale per lo studio della frattura grazie alla possibilità di modellare le discontinuità e superando i limiti delle connessioni solo fra nodi vicini tipici dei metodi FEM. Il primo capitolo di introduzione descrive brevemente la storia della Manifattura Additiva, dai primi esemplari di stampanti 3D alle moderne stampanti a fascio laser ed elettroni; il secondo fornisce una panoramica delle tipologie più impiegate ad oggi per produzione di materiali AM in campo aerospaziale; il terzo capito- lo illustra nel dettaglio la teoria della peridinamica, i principi fondamentali, le equazioni governanti e i parametri scelti per le simulazioni della tesi; il quarto capitolo descrive nel dettaglio l’algoritmo utilizzato per il calcolo della soluzione statica, mostrando il diagramma di flusso e le sezioni del codice MATLAB implementato; il quinto capitolo analizza le simulazioni eseguite, attraverso grafici e tabelle; l’ultimo capitolo sintetizza i risultati principali discutendo i limiti dello studio e proponendo direzioni future.