Le tecnologie Additive Manufacturing, come noto, consentono di realizzare geometrie altrimenti non producibili. Un tipico esempio sono le strutture lattice, ossia quelle strutture ottenute ripetendo una cella elementare fino a riempire completamente una porzione della parte.
Nell’individuare la porzione del pezzo ove realizzare tale strutture è necessario tenere ben presente che tali strutture hanno sia una rigidezza, sia una resistenza nettamente inferiore a quelle del solido pieno; in genere quindi, si realizzano in zone poco sollecitate, lasciando una porzione di solido sufficiente a trasmettere i carichi in gioco, oppure di modo da garantire la desiderata cedevolezza al pezzo stesso. Si deve poi tener presente che queste strutture, oltre ai normali meccanismi di cedimento, possono anche essere soggetti a problemi di instabilità locale, infatti, in genere, alcune delle travi che le costituiscono sono caricate a compressione, quindi possono anche “sbandare” e portare così a collasso parte della struttura stessa.
Ai fini del calcolo e del dimensionamento di tali strutture, il modellare ed analizzare la struttura effettiva ha dei costi computazionali notevoli, tanto da divenire presto impraticabile. Tra gli approcci alternativi si segnala la possibilità di sostituire le strutture reticolari in oggetto con materiali equivalenti, le cui caratteristiche elastiche (modulo di Young e coefficiente di Poisson, ad esempio) possono essere determinati mediante modelli presenti in letteratura, come, ad esempio, nell’articolo Stiffness and strength of tridimensional periodic lattices di Andrea Vigliotti e Damiano Pasini, pubblicato sul volume 229-232 del 2012 della rivista Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. Un altro approccio è quello di sostituire le travi della struttura reticolare con elementi trave tridimensionali, in cui sia però considerato anche l’effetto del taglio.
Oltre ai limiti specifici del metodo indicati da Vigliotti e Pasini stessi, si ricorda che tale approssimazione è valida solo se il numero di celle è sufficientemente elevato. Nel dimensionamento di queste strutture si devono tener presenti i più generali limiti circa la dimensione minima stampabile e la necessità di supportare porzioni di solido eccessivamente a sbalzo.
Si sottolinea infine che, se il volume così realizzato fosse chiuso, ossia fosse una porzione dell’interno della parte, o si accetterà che la polvere non fusa resti intrappolata (incrementando così la massa del componente), o sarà necessario prevedere opportune aperture per consentire il deflusso della polvere stessa.
Sebbene le strutture a matrice rettangolare siano molto comuni, esiste comunque la possibilità di realizzare strutture reticolari curve, come mostrato nelle figure seguenti realizzate con Rhinoceros ed il plugin IntraLattice.
