Riassunto analitico
La produzione di componenti finali mediante Additive Manufacturing (AM) sta diventando sempre più diffusa, richiedendo caratteristiche meccaniche di alto livello.
In particolare, se si considera la tecnica di Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF) per la produzione di parti in lega metallica, per garantire una elevata qualità dei componenti è necessario tenere in considerazione possibili difetti tra cui quelli legati alle caratteristiche superficiali.
L'ottimizzazione dei parametri di processo, non è sempre in grado di soddisfare i requisiti richiesti dai settori ingegneristici in termini di rugosità e ondulazione, pertanto, i trattamenti superficiali applicati a seguito della produzione, sono spesso necessari per migliorare le caratteristiche superficiali di un componente fabbricato mediante L-PBF.
In questo studio vengono analizzati gli effetti di due trattamenti superficiali: Vibro-Finishing (VF) e Laser Polishing (LP). Per far ciò, sono stati realizzati mediante L-PBF dei campioni cubici in acciaio inox AISI 316L, successivamente trattati sfruttando i processi menzionati, variando i relativi parametri di processo. Per verificare l'efficacia di queste trattamenti, la superficie trattata di ciascun campione è stata analizzata attraverso l'uso di un microscopio confocale e successivamente rielaborata per ottenerne le caratteristiche di rugosità e ondulazione. I dati ricavati sono stati elaborati per valutare l’efficacia dei trattamenti, al variare dei relativi parametri di processo, valutando anche i possibili campi di applicazione.
Nel seguente saggio sono stati discussi i processi di Additive Manufacturing in generale, con particolare attenzione ai processi basati su Powder Bed Fusion (PBF) e Laser Powder Bed Fusion. Viene poi discussa la varietà di trattamenti di post-processing più utilizzati nel campo della produzione additiva, per migliorare le caratteristiche fisiche dei materiali. Successivamente sono stati studiati nel dettaglio i trattamenti di Vibro-Finishing e Laser Polishing, oggetto di questo elaborato. Vengono inoltre descritti nel dettaglio il metodo di analisi superficiale e il processo di elaborazione dei dati acquisiti.
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Abstract
The production of final components by Additive Manufacturing (AM) is becoming in-creasingly widespread, requiring high-level mechanical characteristics. In particular, if we consider the Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF) technique for the manufacturing of metal alloy parts, to ensure a high quality of the components it is necessary to take into account possible defects including those related to surface characteristics.
The optimization of process parameters is not always able to meet the requirements of the engineering fields in terms of roughness and waviness, therefore post-processing sur-face treatments are often necessary to improve the surface characteristics of a compo-nent manufactured using L-PBF.
This study analyzes the effects of two surface treatments: Vibrofinishing (VF) and La-ser Polishing (LP). To do this, cubic samples in AISI 316L stainless steel were built us-ing L-PBF and subsequently treated using the mentioned processes, varying the relative process parameters. To verify the effectiveness of these treatments, the treated surface of each sample was analyzed through the use of a confocal microscope and subsequently post-processed to obtain the characteristics of roughness and waviness. The resulting da-ta have been elaborated in order to estimate the effectiveness of the treatments, in rela-tion to the relative varying parameters of process, also evaluating the possible fields of application.
In the following essay the processes of Additive Manufacturing in general were dis-cussed, with particular attention to the processes based on Powder Bed Fusion (PBF) and Laser-Powder Bed Fusion. The variety of post-processing treatments most used to improve the physical characteristics of materials in the field of additive manufacturing is then examined. Subsequently, the treatments of Vibro-Finishing and Laser Polishing, the object of this process, were studied in detail. The method of surface analysis and the processing method of the acquired data are also described in detail.
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