Studio e ottimizzazione del processo di shot peening automatizzato su componenti in superleghe di nickel per turbine a gas aeroderivate e aeronautiche = Study and optimisation of automated shot peening process on nickel superalloy components for aeroderivative and aeronautical gas turbines

Le condizioni ambientali estreme e le intense sollecitazioni termomeccaniche, a cui i componenti interni di un motore turbo-gas sono soggetti, fanno sì che sia necessario massimizzarne la resistenza con l’obiettivo finale di aumentarne la vita a fatica. Per ottenere tale risultato, una delle tecniche più utilizzate `e la pallinatura, che, tramite la creazione in superficie di tensioni residue di compressione, permette di ostacolare il propagarsi delle cricche di fatica. Il lavoro di tesi qui proposto, svolto presso l’azienda “ATLA S.r.l - Gas Turbine Service”, è nato dall’esigenza di studiare e ottimizzare il processo di shot peening automatizzato su pale rotoriche in superleghe di nickel per regioni ad alta temperatura ed alta pressione di turbine a gas aeroderivate e aeronautiche. In particolare `e stata seguita l’introduzione dell’impianto di shot peening in azienda dalle prime fasi di acquisizione delle conoscenze teoriche sul processo, fino all’installazione della macchina con approfondimenti sul funzionamento delle singole parti di cui si compone. In parallelo `e stata eseguita la caratterizzazione del media metallico utilizzato tramite analisi granulometriche al setaccio e indagini al microscopio per assicurarsi che rispettasse le normative internazionali in termini di forma, dimensione, durezza e microstruttura. Successivamente sono stati sviluppati i programmi di processo per il componente oggetto della lavorazione, ottimizzando i principali parametri macchina, quali pressione del flusso d’aria e portata della graniglia, tramite test Almen per la misura dell’intesità di processo con apposito strumento comparatore. Per ultimo, con il fine di valutare la qualità e gli effetti della lavorazione sulla superficie del materiale, sono state svolte delle analisi di laboratorio al microscopio per confrontare i gradi di copertura superficiale e rugosità, oltre che analisi XRD per ottenere i profilo di tensioni residue di compressione. L’obiettivo della tesi `e stato, dunque, quello di partecipare attivamente all’interno dell’ufficio Ingegneria per seguire e supportare la nascita e l’attivazione di un nuovo impianto in azienda collaborando con i molteplici reparti che questo processo coinvolge, come logistica, produzione e qualità, per poi concentrami sull’aspetto di caratterizzazione del materiale lavorato approfondendo le tecniche necessarie e analizzando i risultati ottenuti con la finalità di soddisfare i requisiti di progetto.