Studio delle proprietà meccaniche della lega AlSi10Cu4Mg processata tramite LPBF e ottimizzazione del TT = Study of the mechanical properties of the AlSi10Cu4Mg alloy processed by LPBF and optimization of the heat treatment

Negli ultimi anni, le tecnologie di fabbricazione additiva hanno assunto un ruolo sempre più rilevante nei settori produttivi e della prototipazione, grazie alla possibilità di realizzare componenti complessi e personalizzati senza l’uso di utensili. Una delle tecniche di fabbricazione additiva più promettenti per la lavorazione di materiali metallici, in particolare leghe di alluminio, è la Laser Powder Bed Fusion, tecnologia che permette di ottenere microstrutture fini e proprietà meccaniche competitive con le lavorazioni tradizionali. La lega di alluminio AlSi10Mg rappresenta attualmente una delle leghe più ampiamente utilizzate nei processi di Laser Powder Bed Fusion grazie alla sua buona lavorabilità, alla disponibilità commerciale e alla consolidata esperienza nel controllo dei parametri di processo. Nonostante questi punti di forza, le sue proprietà meccaniche, soprattutto alle alte temperature, risultano ancora non del tutto soddisfacenti e, di conseguenza, negli ultimi anni si è osservata una crescente attenzione verso la modifica compositiva della lega AlSi10Mg con l’introduzione mirata di elementi di lega aggiuntivi finalizzati al miglioramento delle caratteristiche meccaniche e della stabilità termica del materiale. Tra gli elementi di lega maggiormente studiati in questo contesto figura il rame che viene generalmente introdotto in concentrazioni inferiori al limite di solubilità nel sistema Al-Si. L’introduzione controllata di rame favorisce la formazione di precipitati di rinforzo attraverso meccanismi di rafforzamento per precipitazione, che contribuiscono in maniera significativa all’aumento delle caratteristiche meccaniche della lega. Il presente studio si concentra sull’ottimizzazione di una strategia di trattamento termico applicata ad una lega AlSi10Mg additivata con 4% in peso di Rame e processata tramite Laser Powder Bed Fusion. L’obbiettivo principale è quello di individuare un ciclo termico a singola rampa di riscaldamento, capace di garantire un bilanciamento ottimale tra prestazioni meccaniche e semplicità operativa, rendendo il processo industrialmente appetibile grazie al contenuto impiego di risorse di tempo e di energia. A tal fine, sono stati presi in considerazione due approcci distinti, differenziati per temperatura e durata del trattamento. Il primo approccio prevede l’applicazione di un trattamento a bassa temperatura e lunghi tempi di mantenimento, con l’obiettivo di favorire una graduale evoluzione microstrutturale e un efficace rilassamento delle tensioni residue generate durante il processo di fabbricazione additiva. Il secondo approccio, invece, si basa su un trattamento a temperatura più elevata e tempi ridotti, volto a promuovere una più rapida cinetica di precipitazione e coalescenza delle fasi di rinforzo, con il conseguente miglioramento delle proprietà meccaniche. L’analisi comparativa tra i due cicli termici proposti mira a determinare quale strategia consenta di ottenere il miglior compromesso tra resistenza e duttilità, valutando in particolare l’equilibrio tra la resistenza a trazione e la capacità di allungamento del materiale.