Ottimizzazione del processo Direct Energy Deposition dell’acciaio H13 = Optimization of Direct Energy Deposition process of H13 steel

L’Additive Manufacturing è un processo di fabbricazione innovativo che si sta sempre più affermando nei principali settori dell’industria manifatturiera. Le realtà industriali che scelgono di investire in questa tecnologia sono ad oggi considerate delle vere e proprie pioniere, perché si trovano a dover dedicare tempo e risorse nella ricerca e sviluppo, a causa di una letteratura ancora piuttosto povera riguardo questa tecnologia non ancora consolidata. Una di queste realtà è Prima Industrie S.p.A, che ha recentemente introdotto la divisione Prima Additive per affermarsi nel mercato dei costruttori di macchine per l’Additive Manufacturing metallico. Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con Prima Industrie S.p.A. e il Politecnico di Torino, ha l’obiettivo di ottimizzare il processo Direct Energy Deposition (DED) di una lega metallica. La lega metallica analizzata è un acciaio per utensili denominato ‘H13’, la cui polvere è stata acquistata presso un fornitore esterno e successivamente caratterizzata in laboratorio attraverso un’analisi della flowability, della tap density, della morfologia e della composizione chimica. Il lavoro è proseguito con la pianificazione dei parametri di processo con i quali produrre i campioni su un dimostratore DED sviluppato da Prima Industrie S.p.A., partendo dai parametri ottimizzati di un altro acciaio precedentemente caratterizzato sul medesimo dimostratore. I campioni realizzati sono stati 120 Single Scan, variando potenza del laser, velocità di scansione, flusso di polvere e temperatura della piastra di deposizione; 36 Single Layer, variando potenza del laser, velocità di scansione, flusso di polvere e hatching distnce; 15 Cubi, variando potenza del laser, velocità di scansione, flusso di polvere, flusso del gas di copertura, z-step, hatching distance e temperatura della piastra di deposizione. I campioni prodotti sono stati quindi tagliati, inglobati, lucidati e analizzati al microscopio ottico, grazie al quale è stato possibile verificare la profondità di penetrazione nella piastra di deposizione e la geometria dei single scan, la geometria dei single layer e la porosità dei cubi. Successivamente è stata anche eseguita sulla sezione dei cubi un’analisi della durezza. Sulla base dei risultati raggiunti è stato possibile individuare la miglior combinazione di parametri per produrre dei pezzi massivi con questo materiale e a questa analisi seguirà la produzione di provini di trazione per caratterizzarne le proprietà meccaniche.