Confronto e validazione di software di simulazione per il processo additivo di fusione laser su letto di polvere = Comparison and validation of simulation software for the Additive Manufacturing process of laser powder bed fusion

La fusione laser su letto di polvere è una tecnologia di fabbricazione additiva per materiali metallici che, nelle realtà industriali, sta progressivamente affiancando le tecniche convenzionali, garantendo la qualità richiesta dal mercato, soprattutto nei settori automotive, biomedicale e aerospaziale. Le analisi virtuali per l'ottimizzazione topologica dei prodotti e la simulazione del processo sono di crescente interesse sia nell'ambito degli studi accademici che delle industrie. Garantire la fattibilità del processo e ottenere le massime prestazioni del prodotto alla prima sessione di stampa, senza scarti e costi indesiderati, è un obiettivo ancora difficile da perseguire. Il presente elaborato ha lo scopo di validare la simulazione del processo di fusione laser attraverso la valutazione delle distorsioni dei pezzi prodotti. Per far ciò è stato necessario simulare il processo attraverso l‘ausilio di applicativi software commerciali, confrontare i diversi risultati ottenuti dalle simulazione, monitorare la produzione e validarla attraverso il confronto dei risultati. La fase iniziale dello studio è incentrata sulla ricerca e l’analisi delle funzionalità dei diversi software per la simulazione del processo di fusione laser su letto di polvere. Le funzionalità di maggior interesse per l’ottimizzazione del processo sono la minimizzazione delle distorsioni e la compensazione della geometria finale. La fase successiva si è concentrata sull’apprendimento dei diversi applicativi, la calibrazione delle simulazioni attraverso la determinazione delle distorsioni di geometrie campione e sulle simulazioni di processo di geometrie di referimento. A questo punto è stato necessario proseguire con un primo confronto virtuale dei risultati ottenuti: attraverso una standardizzazione del processo, ossia simulazioni a parametri fissi, si è potuta valutare la deformazione rispetto alla geometria nominale e confrontare, inoltre, lo scostamento delle deformazioni previste dai diversi software. Dopo la produzione delle geometrie di riferimento si è potuti passare alla validazione dei risultati virtuali. Il processo di validazione mette a confronto le geometria reale acquisita mediante l'impiego della scansione 3D con il modello CAD deformato ottenuto dalle diverse simulazioni.