Individuazione della forma del nodo metallico stampato in 3D con geometria complessa

L'applicazione della tecnologia di fabbricazione additiva (AM) nell'architettura e nell'ingegneria strutturale è stata ampliata grazie al recente sviluppo della stampa 3D in metallo. Una delle strutture più comuni, ovvero lo space frame, consiste in un insieme di barre configurate in tre dimensioni, con barre collegate da nodi. Questo articolo presenta due metodi per progettare nodi stampati in 3d per ospitare un numero qualsiasi di barre incidenti ad angoli arbitrari. Un nodo a più rami viene disegnato utilizzando le informazioni dimensionali dello spazio vuoto tra le barre convergenti in un telaio spaziale pre-progettato e poi parametrizzato con due approcci diversi per eseguire l'ottimizzazione strutturale. La procedura di ottimizzazione viene eseguita utilizzando un algoritmo genetico per minimizzare la massima sollecitazione di von Mises come funzione obiettivo, soggetta alla massa del nodo come funzione di vincolo. Infine, sono stati condotti test funzionali su nodi metallici stampati in 3D per confrontare la resistenza e la rigidità dei nodi progettati con i due approcci di ricerca della forma.