Per materiali stampati in 3D più robusti e leggeri

Materiali leggeri e resistenti, adatti alla produzione di componenti per l’industria aeronautica, ma non solo. Oggi è teoricamente disponibile una nuova classe di materiali compositi laminati, costituiti cioè da numerosi strati di materiali differenti combinati tra loro attraverso un processo di manifattura additiva: i compositi VAT (Variable Angle Tow), in cui le fibre di materiale, generalmente carbonio, sono disposte secondo direzioni curvilinee.

L’applicazione industriale di questa tecnologia però non è ancora possibile perché la loro stampa 3D, che avviene con processi automatici, produce inevitabilmente dei difetti indesiderati come sacche vuote, sovrapposizioni o disallineamento delle fibre.

Il progetto PRE-ECO (a new Paradigm to RE-Engineering printed COmposites) propone un approccio radicalmente nuovo a questo problema ed è valso ad Alfonso Pagani, giovane assegnista di ricerca del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale del Politecnico di Torino, il prestigioso riconoscimento dell’UE ERC Starting Grant, con un finanziamento di quasi un milione e mezzo di euro in cinque anni.

Il progetto non si concentra sulla risoluzione dei processi di stampa 3D che provocano i difetti, ma parte proprio dalla modellizzazione dei materiali compositi VAT. L’uso di metodi numerici innovativi permetterà di includere con precisione nel modello i difetti che si producono durante la fabbricazione e la loro propagazione dalla scala delle fibre a quella della struttura finale e, di conseguenza, renderà possibile includere la “firma tecnologica” (cioè le particolari caratteristiche, difetti inclusi, di ogni singola stampante 3D industriale) fin dalle prime fasi del design del prodotto, per ottenere le proprietà desiderate secondo una filosofia di progetto damage-tolerant.