Procedura per la ricostruzione virtuale di componenti prodotti con tecnologia Fused Filament Fabrication a partire da istruzioni GCODE

La Manifattura Additiva risulta essere ad oggi una disciplina multisettoriale con applicazioni che vanno dalla semplice prototipazione all’ottenimento di un prodotto finito. Differentemente delle tecniche sottrattive tradizionali, che rimuovono materiale da un blocco iniziale, questa tecnologia si basa sulla costruzione stratificata (layer-by-layer). Tale approccio consente di personalizzare il riempimento degli strati, sia in termini di densità e distribuzione dei vuoti, sia attraverso differenti pattern geometrici. Con il crescente interesse in questo settore, risulta quindi necessario rendere più efficienti i processi che lo caratterizzano. Questo progetto di tesi si pone come obiettivo quello di rendere possibile la ricostruzione della geometria tridimensionale del materiale effettivamente depositato dalla stampante a partire dal codice macchina che comanda il processo (g-code). Tale strategia di ricostruzione è finalizzata all'integrazione in un software di simulazione multi-fisica, permettendo di effettuare analisi avanzate del processo di stampa oppure simulazioni meccaniche sulle geometrie ricostruite, principalmente tramite il Finite Element Method (FEM). La ricostruzione viene effettuata grazie a un codice sviluppato in ambiente Matlab, in grado di processare gcode generati da differenti slicer, con l’obiettivo di validare il modello stampato e ridurre tempi e costi associati alla fase di test fisico. Questa tesi presenta un workflow per la ricostruzione di un modello virtuale della geometria stampata 3D, garantendo una gestione dinamica dello spessore dei layer e dell’extrusion width ed estendendo l’applicabilità a dei software di uso commerciale. L’algoritmo sviluppato è validato su geometrie semplici, come un cubo, e modelli biomedici più complessi, come una cage intersomatica, mostrando buoni risultati dal punto di vista della rappresentazione tridimensionale.