Caratterizzazione di campioni in superlega di Inconel 625 prodotti mediante Direct Energy Deposition (DED) = Characterization of Inconel 625 superalloy samples produced by Direct Energy Deposition (DED)

L’additive manufacturing (AM) rappresenta un insieme di tecnologie che permette la realizzazione di componenti aggiungendo materiale secondo un modello CAD tridimensionale. Nella seguente tesi, realizzata in collaborazione con Prima Industrie S.p.A., si utilizza un macchinario AM dell’azienda che sfrutta la tecnologia Direct Energy Deposition per realizzare le deposizioni, attraverso un fascio laser che fonde e solidifica la polvere spruzzata. Nello specifico si è studiato la processabilità della superlega di nichel Inconel 625 tramite tecnologia DED in modo da determinare i parametri di processo per la produzione di componenti. L’Inconel 625 è difficilmente lavorabile tramite tecngologie tradizionali, a causa dell’elevata durezza anche ad alta temperatura per cui la possibilità di realizzare forme complesse tramite tecniche DED può rappresentare una soluzione per ridurre i costi di produzione. Al fine di determinare i parametri di processo della macchina DED, sono stati realizzati ed analizzati diversi campioni denominati single scan track, single layer, thin wall per poter individuare quei parametri che garantiscono una buona adesione al substrato, geometria della traccia, densità del materiale, crescita, senza compromettere la produttività della lavorazione. I single scan track sono delle linee di deposizione con lo scopo di valutare se i parametri di processo permettono di ottenere una buona geometria della traccia, con crescita e adesione col substrato adeguati, e di valutare la presenza o meno di pori e cricche. I single layer sono realizzati affiancando più single scan track e hanno lo scopo di determinare la percentuale di sovrapposizione laterale ideale tra una traccia e l’altra in modo da ottenere uno strato di materiale senza porosità e senza una sovrapposizione eccessiva che diminuirebbe la produttività dell’operazione. I thin wall sono prodotti dalla sovrapposizione di più single scan track e servono ad individuare la distanza verticale a cui si deve spostare il laser per garantire una buona e non eccessiva sovrapposizione delle deposizioni. Infine, sono stati realizzati i cubi, componenti massivi che sono maggiormente rappresentativi delle caratteristiche geometriche, microstrutturali e meccaniche del prodotto finito. L’analisi microstrutturale è stata condotta per mezzo di microscopio ottico, stereo-microscopio, microscopio elettronico a scansione (SEM), mentre è stata valutata la durezza dei vari campioni. Inoltre, una volta determinata la finestra di processo per ottenere dei campioni densi sono state prodotti dei campioni di trazione per valutare le proprietà meccaniche rispetto alla stessa lega prodotta con le tecnologie tradizionali.