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Ad oggi, la produzione additiva basata sull’estrusione di materiale (MEX) risulta essere sempre più utilizzata per la realizzazione di componenti polimerici strutturali destinati a settori ad alte prestazioni. Tuttavia, come è ben noto, il processo di deposizione induce intrinsecamente anisotropia nella risposta meccanica delle parti stampate, rappresentando una sfida critica per la progettazione strutturale e la modellazione numerica.
Questo lavoro presenta una comparazione tra due differenti metodologie per la stima delle proprietà meccaniche anisotrope di componenti strutturali stampati mediante MEX: il classico approccio sperimentale e un approccio microstrutturale basato su Elementi di Volume Rappresentativi (RVE) usti entrambi; il fine è quello di poter valutare quale tra di esse risulta il miglior metodo a seconda delle esigenze progettuali.
Sono state, per questo motivo, eseguite prove di trazione su provini in ULTEM™ 9085 realizzati con diverse orientazioni di stampa e parallelamente, è stato sviluppato un approccio microstrutturale completamente numerico per ricostruire la geometria a livello di filamento e calcolare le proprietà elastiche ortotrope efficaci tramite omogeneizzazione agli elementi finiti.
L’affidabilità dei due approcci è stata valutata attraverso un caso studio relativo a un telaio strutturale di CubeSat realizzato tramite MEX conducendo prove sperimentali di vibrazione per identificare il comportamento dinamico della struttura, e i risultati sono stati confrontati con analisi numeriche modali e in frequenza eseguite utilizzando proprietà del materiale ottenute sia da prove sperimentali sia da omogeneizzazione microstrutturale.
Il confronto evidenzia punti di forza e limitazioni di ciascun approccio in termini di accuratezza, costo computazionale e applicabilità in un flusso di progettazione industriale.
