Finitura superficiale di componenti in AlSi10Mg prodotti mediante fusione selettiva laser (SLM) = Surface finishing of AlSi10Mg components produced by selective laser melting (SLM)

L'additive manufacturing metallico è sempre più utilizzato per creare componenti 3D di elevata complessità near-net-shape. A differenza delle tecnologie tradizionali, che si basano sulla sottrazione di materiale, la fabbricazione additiva permette di produrre componenti free-form depositando materiale strato per strato. Tuttavia la scarsa finitura superficiale, tipica degli oggetti realizzati additivamente, è riconosciuta come una barriera importante che impedisce il pieno sfruttamento di questa tecnologia. La finitura superficiale dei componenti AM metallici infatti si presenta come irregolare, spesso disomogenea e approssimativa presentando superfici di rugosita variabile nelle diverse zone del componente. Tali disomogeneità sono imputabili a svariati fattori che comprendono il tipo di processo di fabbricazione utilizzato con la relativa risoluzione/precisione, la materia prima impiegata nel processo (tipo, dimensione, qualità), l'orientamento di costruzione, eventuali strutture di supporto e altri parametri di processo come la velocità di fabbricazione. I metodi tradizionali di post processo spesse volte incontrano grandi difficoltà quando si ha a che fare con la finitura di parti di geometria progressivamente più complessa. Questo è un problema rilevante poiché i componenti AM presentano spesso complessità elevata, il che li rende ancora più difficili da rifinire ed ha un impatto deleterio sia sul tempo che sul lavoro di post processo, influenzando negativamente i costi. La problematica principale nel produrre componenti geometricamente complessi infatti, è quella di ricercare un' adeguata strategia di finitura superficiale che sia efficace ed economicamente sostenibile. Questa tesi fornisce una panoramica generale delle principali tecniche presenti in letteratura utilizzate per migliorare la finitura superficiale di componenti metallici prodotti additivamente, inoltre si propone di mostrare come migliorare la qualità superficiale di componenti dalla geometria relativamente complessa in AlSi10Mg prodotti tramite LPBF cercando di rispettare l’accuratezza dimensionale. Vengono realizzati diversi benchmark dotati di canali interni e superfici free-form e viene mostrato come il processo di shot peening, eseguito con diversi tipi di media, sia in grado di migliorare la qualità superficiale dei componenti. Vengono confrontati e analizzati i differenti media con cui viene eseguito questo trattamento e la relativa influenza sulle superfici dei componenti realizzati. Lo shot peening, eseguito preliminarmente al post processo vero e proprio, è un'operazione che consiste nel martellamento superficiale eseguito a freddo mediante un violento getto di pallini sferici. Tale operazione ha un basso impatto economico e permette di agevolare la fase successiva di post processo migliorando in maniera decisa la qualità delle superfici dei componenti, riducendo tempi e costi associati ad un post processo più marcato. Lo scopo è quindi quello di far progredire le tecnologie di AM metallico e le rispettive tecnologie di finitura superficiale in modo da far migliorare la qualità finale di tali componenti attraverso una metodologia di post processo adatta alle diverse esigenze. I costi di processo e quelli di produzione saranno quindi ridotti aumentando la competitività e i guadagni. Il raggiungimento delle specifiche di finitura superficiale consentirà di aumentare la diffusione dei metalli per AM permettendo una maggiore complessità delle parti.