Applicazione dell’Hot Isostatic Pressing alla densificazione di componenti in lega di Nichel ottenuti mediante additive manufacturing: strategie per accelerare i tempi di produzione. = Application of Hot Isostatic Pressing for nickel-based alloy densification obtained through additive manufacturing: strategies for lead time reduction.

L’additive manufacturing (AM) è una tecnologia considerata capace di aumentare l’efficienza produttiva di alcuni settori cardine dell’economia quali: la difesa, l’aeronautica, il biomedicale, l’oil & gas e molti altri ancora. Questi settori industriali sono sempre più attratti da queste nuove tecniche produttive in quanto promettono di produrre componenti dalle elevate prestazioni e dal peso ridotto, riducendo il time to market e garantendo una maggior flessibilità all’azienda. L’AM, inoltre, permette di produrre oggetti altamente personalizzabili, con più funzioni integrate e realizzati ad-hoc per le richieste del cliente. Sulla base delle recenti pubblicazioni, queste tecnologie sono considerate di primo rilievo in quanto permettono di costruire componenti strutturali dalle proprietà meccaniche ottime, talvolta anche superiori ai corrispettivi realizzati tramite tecniche tradizionali. Tuttavia, le tecnologie additive sono ancora ben lontane dal vedere una implementazione industriale su larga scala per una serie di motivi, tra questi: il costo ancora molto alto delle materie prime e l’investimento iniziale da fare per acquistare i macchinari. Tra tutti questi svantaggi però è importante citare quello che in primis sta frenando la rapida espansione di queste tecnologie: il tempo di produzione di una singola parte. Infatti, ad oggi, l’additive manufacturing metallico è rilegato a quelle aziende che producono piccolissimi lotti o pezzi unici dall’elevato valore aggiunto come le palette di turbine aeronautiche o le protesi ortopediche. Il tempo di produzione è un fattore talmente limitante per queste tecnologie che non basta pensare di poter ottimizzare al massimo i parametri di processo o di poter inserire in un impianto industriale una batteria di macchinari per AM per sopperire alla produzione di un elevato numero di componenti, ma è necessario ricercare nuove strategie per aumentare la produttività di queste tecniche. Attualmente risulta molto attraente, al fine di accorciare sensibilmente i tempi di produzione, la possibilità di combinare l’additive manufacturing con altre tecnologie, quali l’Hot Isostatic Pressing. . L’obbiettivo di questa ricerca sperimentale è stato quindi quello di investigare la possibilità di poter ridurre il tempo ciclo della realizzazione di un componente in superlega di nichel Inconel 718, abbinando alla tecnica di Laser Powder Bed Fusion (LPBF) l’Hot Isostatic Pressing (HIP). In particolare, è stato studiato se fosse possibile realizzare, tramite la tecnica di powder bed fusion, solamente un guscio massivo contenente al suo interno un quantitativo considerevole di polvere non fusa o fusa con parametri non ottimizzati, per poi sinterizzare il tutto mediante un trattamento ad alta temperatura e pressione. Non fondendo completamente la sezione del componente nel ciclo di additive manufacturing si ha un tempo ciclo che è funzione dello spessore del guscio che vogliamo realizzare, ma che è notevolmente inferiore alle tempistiche caratteristiche della produzione di componenti massivi tramite LPBF.