Riassunto analitico
In questo lavoro di tesi magistrale si è analizzato il processo di stampa additiva attraverso la fusione localizzata del letto di polvere metallica per mezzo di un laser.
Questa tecnologia innovativa permette la realizzazione di parti con geometrie e forme complesse che sarebbe impossibile ottenere con i metodi di produzione tradizionali, ma al contempo gli elevati gradienti termici a cui è sottoposto il componente provocano deformazioni rispetto la geometria originale e la formazione di stress residui nel materiale, senza contare la formazione di micro-vuoti e porosità che possono compromettere il funzionamento della parte in esercizio.
Il fenomeno fisico è estremamente complesso, in quanto la scala microscopica del problema ha effetti macroscopici su tutta la parte, perciò diventa determinante la realizzazione di un modello numerico predittivo. La simulazione di un processo additivo prevede l’utilizzo di software dedicati, ciò è stato fatto attraverso l’utilizzo dell’area DELMIA di Dassault Systemes per la preparazione della cella di stampa e del pacchetto SIMULIA per la simulazione termo-meccanica di processo.
Attraverso questi strumenti dedicati di modellazione numerica si sono eseguite delle simulazioni FEM per l’analisi delle distorsioni e degli stress residui dovuti al processo additivo.
Dapprima si è eseguito un percorso di correlazione numerico sperimentale su un pezzo di prova “il cantilever beam” realizzato in Acciaio AISI 316L trattato e non trattato termicamente e in AlSi10Mg, il comportamento di tale componente replica quello di una trave incastrata.
Poi sulla base dei dati ottenuti si è passati alla simulazione del prototipo di un braccetto di sterzo in scala, in Acciaio AISI 316L.
Lo scopo principale della tesi è quello di ottenere una simulazione affidabile e coerente rispetto le prove sperimentali, che permetta di predire deformazioni e stress residui nella parte stampata, e che sia al contempo computazionalmente sostenibile ed efficiente.
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