I ricercatori norvegesi confrontano i risultati di stampa 3D: impostazioni di fabbrica e contenitore militare interno
La stampa 3D in un ambiente confortevole e familiare può essere abbastanza impegnativa, a seconda del progetto. Ma per quanto riguarda la fabbricazione di oggetti in località remote, magari sotto attacco ? Ricercatori norvegesi collegati al Norwegian Defence Research Establishment(FFI) hanno esplorato questa domanda, pubblicando i risultati recentemente in ” Caratterizzazione di compositi polimerici additivi prodotti sul campo – ambiente caldo e polveroso “. Il documento, scritto da Tom Thorvaldsen, Torbjørn Olsen e Bernt Brønmo Johnsen, esplora l’uso della stampa 3D in ambienti diversi, che siano più controllati o in un sito non convenzionale.
Gli appaltatori coinvolti nella ricerca comparativa includono Fundación Prodintec (Spagna) e MBDA(Francia), con l’obiettivo principale di dimostrare come i militari possono stampare pezzi di ricambio e oggetti mentre sono sul campo. Prodintec ha prodotto otto esemplari per questo progetto: quattro sono stati prodotti presso le strutture aziendali lo scorso maggio, mentre gli altri quattro sono stati stampati sul campo durante un corso di addestramento militare in Spagna a giugno. Sorprendentemente, i ricercatori non hanno notato differenze discernibili tra i campioni creati in fabbrica e quelli che sono stati creati sul campo in un ambiente portatile.
“Dovrebbe, tuttavia, essere notato che i campioni prodotti non sono completamente densi; i campioni hanno una struttura interna simile a una cellula. Poiché la reale area della sezione trasversale della superficie della frattura è difficile da misurare, l’area trasversale di un campione denso viene applicata nei calcoli “, hanno affermato i ricercatori. “Di nuovo, come risultato di ciò, i valori dei parametri ottenuti inclusi nello studio per i set di campioni sono molto più bassi di quelli riportati dal produttore del materiale e in altri studi. Tuttavia, un confronto tra la stampa in condizioni e luoghi diversi, vale a dire fabbrica contro campo, è rilevante e la conclusione generale è ancora valida. ”
Il container EDA AM viene installato su un aereo da trasporto presso la base aerea di
Saragozza, in Spagna, e successivamente in volo, per dimostrare le capacità di
produzione additiva in campo . EDA ©. Fonte: progetto dell’Agenzia europea per la difesa sulla
produzione additiva (16.EDA.OP.144) guidato da Fundación Prodintec.
I mezzi per la stampa 3D militare in loco si trovano in un contenitore con aria condizionata che può essere trasportato ovunque nel mondo (per questo esercizio di allenamento è stato trasportato in aereo, come mostrato nell’immagine sopra). Le condizioni di stampa in un sito militare possono essere influenzate da quanto segue:
Temperatura
Umidità
Particelle di sabbia
Particelle di polvere
“Tali fattori possono influenzare la qualità e le proprietà degli oggetti stampati, che influenzeranno le prestazioni dell’oggetto e l’area di utilizzo”, hanno affermato i ricercatori.
Per tutti i campioni è stata utilizzata una stampante Markforged Mark Two , con le stesse impostazioni di stampa 3D applicate indipendentemente dal fatto che il personale operativo lavorasse in fabbrica o sul posto utilizzando il contenitore. Secondo i ricercatori, i test di trazione sono stati eseguiti utilizzando lo standard ISO 527-2 [3] su una macchina per prove sui materiali Zwick BZ2.5 / TN1S presso FFI.
“La maggior parte dei campioni ha subito una fase lineare di tensione-deformazione prima che il materiale iniziasse a cedere e alla fine si è rotto”, hanno affermato i ricercatori. “Alcuni dei campioni di prova si sono rotti prima che si verificasse la produzione nel materiale. Inoltre, alcuni esemplari hanno sperimentato un allungamento irrealistico di grandi dimensioni, poiché il campione ha iniziato a fallire, ma non si è completamente rotto “.
I campioni stampati in 3D non erano fatti di un materiale denso, ma piuttosto erano costituiti da una “struttura interna simile a una cellula” che variava tra i campioni:
“Idealmente, uno dovrebbe avere tutti gli esemplari fatti di materiale denso. Tuttavia, è importante confrontare la stampa nelle due diverse posizioni, per vedere l’effetto di fabbrica / laboratorio rispetto alle condizioni di stampa sul campo. Lo stesso file di input della stampante dovrebbe produrre la stessa geometria del campione, inclusa la struttura interna. ”
“L’unica variazione sono le condizioni ambientali durante la stampa”, hanno concluso i ricercatori, i quali hanno anche sottolineato che non ci sono stati cambiamenti nelle proprietà meccaniche in nessuno dei due ambienti.