Metodi Numerici per la Stampa 3D

3D printing creates any 3-dimensional physical objects by building them up in successive layers, directly from a 3D CAD model. In the thesis work, after a brief dissertation on the current different machine technologies, the main process stages are depicted: the model development and its approximation through tessellation, the orientation, the slicing and the machine instruction generation. The object is in particular chosen to be represented by NURBS surfaces. Afterwards, for each process phase, the main possible approaches are described in deep, analyzing the various numerical methods behind. The development and the realization of a real object is then illustrated through the whole operation chain. In conclusion the effects and the implications of this productive process are discussed, considering different fields and areas.

La tecnologia della Stampa 3D permette di realizzare un qualsivoglia oggetto attraverso la costruzione di strato successivi di materiale, a partire da un modello realizzato su un software CAD 3D. Nel lavoro di tesi, dopo una trattazione sulle diverse metodologie di stampa attualmente in commercio, vengono descritti i vari passaggi propri del processo: l'elaborazione del modello, l'eventuale approssimazione tramite tassellazione, l'orientamento, lo slicing e la generazione di istruzioni di macchina. Si è in particolare scelto di rappresentare l'oggetto tramite superfici NURBS. Per ogni fase sono quindi discussi i principali possibili approcci, analizzando nel dettaglio i differenti metodi numerici alla base. Viene poi proposto lo sviluppo e la realizzazione di un esempio di oggetto seguendo tale catena di operazioni. Si conclude con una discussione sull'impatto e sulle implicazioni di questa tecnologia produttiva in vari ambiti e settori.