Investigazione delle tecniche Directed Energy Deposition e ottimizzazione topologica del sotto-telaio posteriore di una berlinetta sportiva

Negli ultimi anni, una delle tecnologie che ha rivoluzionato l’industria in vari settori è quella della manifattura additiva. In questo elaborato viene presentato uno studio approfondito su un gruppo di tecniche additive, quelle per Directed Energy Deposition (DED), e sulla possibilità di poterle impiegare per creare un sotto-telaio posteriore di una berlinetta sportiva con motore centrale e trazione posteriore, partendo da un modello preesistente. Negli scorsi mesi, il progetto è stato portato avanti in parallelo dal sottoscritto e da un collega, Carlo Donatelli, presso il laboratorio Millechili del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”. La prima fase di entrambi è stata quella dedicata alla ricerca bibliografica sulla DED. Innanzitutto, queste famiglie di tecniche di manifattura sono state indagate in termini di quali materiali è possibile usare, delle modalità di processo, di quali sono i tipici vantaggi e svantaggi e le possibili applicazioni. In seguito, il punto di interesse è stato spostato sui dati disponibili in letteratura riguardo prestazioni meccaniche di provini realizzati in DED, parametri di processo e caratteristiche di stampa. Nella seconda metà, invece, quella dedicata all’analisi agli elementi finiti del sotto-telaio, sebbene i compiti svolti siano stati spesso i medesimi, il lavoro è stato suddiviso maggiormente, avendo lavorato in gran parte su componenti diversi della struttura. In generale, per arrivare ad un sotto-telaio ottimizzato topologicamente, è stato prima necessario, partendo dal CAD, aggiustare la topologia, in modo da semplificare poi la creazione della mesh bidimensionale prima e tridimensionale poi, utilizzando il software di pre-elaborazione Hypermesh di Altair Engineering Inc.. Tutto l’assieme è stato poi vincolato e caricato al fine di un’analisi statica per ricavare la rigidezza locale nei punti di carico della struttura. Successivamente, ci si è dedicati alla preparazione del design space, alla complementare parte di non-design space e al setup per l’ottimizzazione topologica e con il fine di minimizzare la massa della struttura ed ottenere così una nuova geometria dei suoi componenti. Sulla base dei dati raccolti nella ricerca analizzati le settimane precedenti e dei risultati ottenuti dall’ottimizzazione, è stata discussa l’applicabilità delle lavorazioni DED per l’eventuale realizzazione del nuovo sotto-telaio. Dunque, si è optato per ripetere tutto il processo di modellazione, con lo scopo di ottenere una struttura ottimizzata migliore, la cui fattibilità con le tecniche in esame è stata nuovamente valutata.