Simulazioni numeriche per la caratterizzazione delle proprietà meccaniche per un materiale earth-based stampato in 3D

Growing interest in the search for innovative solutions in the construction field is driven by the need to reduce the environmental impact resulting from the use of traditional materials and techniques. In this scenario, 3D printing presents a solution to this problem, but it presents some critical issues and shortcomings due to its recent introduction. This thesis therefore aims to provide a basis for the numerical modeling of 3D-printed elements, with particular attention to the behavior of the interfaces between the various filaments, which are responsible for the onset of anisotropy phenomena in the structure. Once the method has been validated, the issue of applying it to more complex geometries is addressed, in order to verify its applicability and the consistency of the results. Finally, the topic of "earth-based" materials is addressed, offering suggestions for their numerical implementation in the context of this study.

Il crescente interesse per la ricerca di soluzioni innovative nel campo delle costruzioni è mosso dalla necessità di ridurre l’impatto ambientale derivante dall’uso dei materiali e tecniche tradizionali. In questo scenario, la stampa 3D si presenta come una soluzione per ovviare a questo problema, presentando però alcune criticità e mancanze dovute alla sua recente introduzione. Questa tesi si propone quindi di fornire una base alla modellazione numerica di elementi stampati in 3D, con particolare attenzione al comportamento delle interfacce tra i vari filamenti, responsabili dell’insorgenza di fenomeni di anisotropia nella struttura. Una volta validato il metodo, si affronta la tematica di applicare il tutto a geometrie più complesse, al fine di verificarne l’applicabilità e la coerenza dei risultati. Infine, si affronta il tema dei materiali "earth-based", offrendo indicazioni per la loro implementazione numerica nel contesto di questo studio.