Riassunto analitico
La lavorazione elettrochimica (ECM) è un processo non convenzionale in cui il materiale viene rimosso mediante dissoluzione anodica durante un processo di elettrolisi. Questa tecnologia sfrutta una corrente continua, a una tensione compresa tra 6 e 30 V, e un elettrolita, solitamente soluzione acquosa di NaCl. L'elettrolita scorre grazie a un distributore attraverso l'\emph{inter-electrode gap} (IEG), ossia l'area tra il pezzo in lavorazione e l'elettrodo, ad alta velocità rimuovendo il materiale dall'area di lavorazione. La principale peculiarità dell'ECM è la capacità di ottenere una rugosità superficiale molto bassa, dovuta principalmente alla natura del processo.
La produzione additiva (AM) è un processo tecnologico che sta crescendo rapidamente grazie a capacità uniche: infatti, l'AM consente la creazione di forme difficilmente ottenibili con processi convenzionali, come la fusione in terra. Questa libertà comporta numerose sfide e, tra le altre, una è la scarsa qualità della superficie. Per questo motivo, la finitura dei componenti realizzati in AM tramite ECM potrebbe essere utile. Lo scopo di questo lavoro è ottimizzare i parametri e il distributore al fine di minimizzare rugosità superficiale nei componenti in AlSi10 costruiti mediante AM.
Pertanto, è stato realizzato e testato un piano sperimentale sulla lega Al6082, che è chimicamente vicina alla lega AlSi10. Il test si è concentrato sull'ottimizzazione dei parametri e del distributore mediante l'applicazione di corrente continua e, principalmente, di corrente pulsata. I risultati sono stati analizzati usando il microscopio confocale e stereoscopico, valutando la rugosità superficiale, il tasso di rimozione del materiale e la porosità superficiale. Successivamente, i risultati migliori sono stati riprodotti su campioni AlSi10.
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Abstract
Electrochemical machining (ECM) is a non-conventional process in which material is removed by anodic dissolution during an electrolysis process. This technology exploit a direct current, at a voltage between 6 and 30 V, and an electrolyte, usually NaCl aqueous solution. The electrolyte flows, thanks to a electrolyte dispenser, through the inter-electrode gap (IEG), the area between the workpiece and the electrode, at high speed carrying away the removed material. The main peculiarity of ECM is the capability of very low surface roughness, mainly due to the nature of the process.
Additive manufacturing (AM) is a technology process that is growing fast, due to unique capability: indeed, AM allows the creation of shape not easily obtainable by conventional process, like casting. This freedom comes with several challenges, and, among the others, one of them is the poor surface quality. For this reason, the finishing of AM parts via ECM could be beneficial. The aim of this work is to optimize the ECM parameters and electrolyte dispenser in order to achieve the best surface roughness in AlSi10 parts build by AM technique.
Therefore, a design of experiment was made and tested on Al6082 alloy, which is chemically close to AlSi10. The test focused on the optimization of the parameters and the electrolyte dispenser by the application of DC current and, mainly, pulsed current. The results were analysed using confocal and stero microscope evaluating surface roughness, material removal rate and surface porosity. Afterwards, the best result were reproduced on AlSi10 samples.
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