Tesi di Laurea in Ingegneria Meccanica

Tesi di Laurea in Ingegneria Meccanica METODOLOGIE CAD E DI PROTOTIPAZIONE RAPIDA PER IL PROGETTO DI UN VENTILATORE ASSIALE Relatore: Prof. Ing. Camillo Bandera Correlatore: Prof. Ing. Piero Pinamonti Laureando: Michele Scarpa Michele Scarpa

INTRODUZIONE CICLO DI VITA DI UN PRODOTTO INDUSTRIALE Ideazione progetto sperimentazione realizzazione tempo SCOPO DELLA TESI Evidenziare le potenzialità della prototipazione rapida nelle fasi di progettazione e di sperimentazione CONTESTO APPLICATIVO Sviluppo di un ventilatore assiale Michele Scarpa

FASI DI SVILUPPO DEL LAVORO • PROGETTAZIONE: • Scelta del ventilatore • Programma per il disegno in automatico del modello palare 3D • Progettazione e modellazione 3D del mozzo e dell’ogiva • REALIZZAZIONE DEI PROTOTIPI: • Trasformazione dei modelli tridimensionali in file “STL” • Realizzazione del prototipo modulare della girante • SPERIMENTAZIONE: • Realizzazione dell’impianto di prova • Rilievi sperimentali • Determinazione delle curve caratteristiche di funzionamento • Confronto dei risultati tra una girante a 10 ed una a 6 pale • Validazione dei dati di progetto con i rilievi sperimentali Michele Scarpa

PROGETTAZIONE Michele Scarpa

SCELTA DEL VENTILATORE Si è voluto dimensionare un ventilatore che lavori in condizioni di similitudine fluidodinamica con un ventilatore esistente Michele Scarpa

GENERAZIONE DEL MODELLO PALARE • Proporzionamento geometrico e progetto fluidodinamico Determinazione: -triangoli di velocità -angolo di calettamento -spessore massimo del profilo palare -lunghezza dell’arco di corda in proiezione • Calcolo dei punti dello spazio attraverso i quali passano le curve di sezione della pala • “Disegno” in automatico del modello 3D della pala Michele Scarpa

MODELLO TRIDIMENSIONALE DELLA PALA Michele Scarpa

PROGETTO E MODELLO 3D DEL MOZZO Michele Scarpa

PROGETTO E MODELLO 3D DELL’OGIVA Forma scelta: ellissoidale allungata (a:b=1.25) Michele Scarpa

REALIZZAZIONE PROTOTIPI Michele Scarpa

CICLO DI PRODUZIONE DEL PROTOTIPO 1. Generazione del modello CAD tridimensionale 2. Trasformazione dei file di disegno in file “STL” 3. Pre-processing: - disposizione dei pezzi in un immaginario piano di lavoro - creazione dei supporti Michele Scarpa

CICLO DI PRODUZIONE DEL PROTOTIPO 4. Slicing sezionare il modello completo di supporti con piani paralleli 5. Costruzione fisica del prototipo sulla macchina RP 6. Post-trattamento - rimozione della piastra metallica - completamento fotopolimerizzazionein forno UV (postcuring) - asportazione dei supporti - finitura superficiale pezzi Michele Scarpa

APPARATO PER LA STEREOLITOGRAFIA Michele Scarpa

ASSEMBLAGGIO GIRANTE Michele Scarpa

SPERIMENTAZIONE Michele Scarpa

SCHEMA IMPIANTO DI PROVA Disegno non in scala Michele Scarpa

FOTOGRAFIA DELL’IMPIANTO Michele Scarpa

PROVE SPERIMENTALI Scopo delle misure eseguite: • Determinazione delle curve caratteristiche di funzionamento • Verifica dei dati di targa del ventilatore CALCOLO PORTATA Scelti i punti in figura si è calcolata la portata come sommatoria delle portate elementari su ogni corona circolare Michele Scarpa

DETERMINAZIONE DELLA PRESSIONE • Per ogni valore della portata: • si misura la pressione totale • si calcola la pressione dinamica • si determina la pressione statica x pressione dinamica o pressione statica * pressione totale n=1384 giri/min Michele Scarpa

CONFRONTO 10 pale 6 pale Michele Scarpa

CONCLUSIONI • I rilievi sperimentali hanno messo in luce la validità del metodo di progetto (calcoli fluidodinamici, modelli CAD, realizzazione prototipi) • La stereolitografia si è mostrata un metodo valido: • per realizzare prototipi funzionali • per la realizzazione di pezzi di forma complessa • per valutare la funzionalità dei prodotti ottenuti • per la diminuzione dei tempi e dei costi di produzione del prototipo • per il miglioramento della qualità del prototipo consentendo una maggior aderenza tra le forme teoriche e reali) Michele Scarpa

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