Materiali Avanzati per la Manifattura Additiva

The Industrial PhD project “Advanced Materials for Additive manufacturing” (AMA), funded by MIUR, is focused on the development of novel materials for additive manufacturing (AM) and technologies to exploit the use of AM in composite’s manufacturing. The research carried out in the AMA project focused on: the development of innovative reinforced materials for use in AM; the use of innovative polymeric materials as a soluble mandrel or permanent molds in the manufacture of fiber-reinforced composite materials; use of AM for metal inserts. In terms of industrial impact, AMA research strived to develop new AM materials and technologies focusing, especially, on their application in the composites manufacturing field. Industry interest in this field is high with more companies using AM for ready-to-use components (FFF/FDM printing of fiber-reinforced composites) as well as tools (core materials and lay-up/trim tools) for the manufacturing of composite parts. However, still wide margins for improvement are possible in terms of material performance, cost, and usability. The research was carried out by first studying specific methodologies for mechanical testing of FDM (Fused Deposition Modeling) parts, then formulating and studying blends for the printing of AM mandrels useful for the application of composite molds for AM technologies varying from FDM to LCD. Finally, time and costs analyses of the 3D printing approaches developed during the PhD activity were carried out.

Il progetto di dottorato industriale “Advanced Materials for Additive manufacturing” (AMA), finanziato dal MIUR, è focalizzato sullo sviluppo di nuovi materiali per la produzione additiva (AM) e tecnologie per sfruttare l'uso di AM nella produzione di compositi. La ricerca svolta nel progetto AMA si è concentrata su: sviluppo di materiali rinforzati innovativi per l'uso in AM; uso di materiali polimerici innovativi come mandrini solubili o stampi permanenti nella produzione di materiali compositi fibrorinforzati; utilizzo di AM per inserti metallici. In termini di impatto industriale, la ricerca AMA ha cercato di sviluppare nuovi materiali e tecnologie AM concentrandosi, in particolare, sulla loro applicazione nel campo della produzione di compositi. L'interesse del settore in questo campo è elevato con più aziende che utilizzano AM per componenti pronti all'uso (stampa FFF/FDM di compositi rinforzati con fibre) e strumenti (materiali d'anima e strumenti di lay-up/trim) per la produzione di parti composite. Tuttavia, sono possibili ancora ampi margini di miglioramento in termini di prestazioni dei materiali, costi e usabilità. La ricerca è stata svolta studiando dapprima metodologie specifiche per il collaudo meccanico di parti FDM (Fused Deposition Modeling), quindi formulando e studiando miscele per la stampa di mandrini AM utili all'applicazione di stampi compositi per tecnologie AM variabili da FDM a LCD. Infine, sono state effettuate analisi di tempi e costi degli approcci di stampa 3D sviluppati durante l'attività di dottorato.