Riassunto analitico
La tesi ha come principale obiettivo lo studio e l'analisi di una simulazione integrata del processo produttivo Selective Laser Melting (SLM) e della sua ottimizzazione, per la realizzazione di componenti automotive.
L'attenzione mirata ai processi Additive Manufacturing (AM) è giustificata dall'evoluzione tecnologica che hanno subito negli ultimi anni, favorendone la diffusione e l'applicazione in svariarti settori industriali. Il settore automotive, attento ai numerosi vantaggi attribuiti al processo SLM, dedica numerose risorse per lo studio, l'ottimizzazione e la realizzazione di componenti mediante AM.
Il lavoro di tesi, è stato sviluppato all'interno del laboratorio universitario LaPIS (Laboratorio di Progettazione Integrata e Simulazione) del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”, mediante l'uso della piattaforma 3DEXPERIENCE di Dassault Systemes, che integra strumenti CAE - CAD - FEA, con cui sono state effettuate prove di simulazione di stampa del processo Powder Bed Fusion (PBF).
L’analisi dei risultati è stata effettuata in ottica ottimizzazione tempi di calcolo e riduzione delle tensioni residue e deformazioni indotte dal processo.
Inizialmente, mediante l’utilizzo di un modello “cantilever” è stato effettuato un primo confronto tra gli approcci simulazione disponibili (Termomeccanico, Pattern-Based, Eigenstrain); tale studio è stato necessario per la taratura del modello con i dati sperimentali, e dimostrare l’affidabilità della simulazione al variare di parametri di setup (potenza laser, parametri scansione, ecc.).
Successivamente, lo studio si è concentrato sulla realizzazione dell’ambiente di simulazione di stampa per una pinza freno anteriore Formula SAE, realizzata in Ti4A16V.
Definito il setup della macchina di stampa virtuale, mediante l’applicazione DELMIA appartenente alla piattaforma 3DEXPERIENCE, è stata realizzato il modello di simulazione mediante l’app SIMULIA: sono stati realizzati step specifici per la stampa, ricottura, rimozione vassoio di stampa e rimozione supporti. È stato quindi simulato un completo processo di stampa e post-processo.
L’ottimizzazione del processo comprende lo studio e l’analisi di differenti strategie atte a migliorare i risultati ottenuti, e fornire un metodo per successivi approcci.
Le problematiche affrontate riguardano principalmente: setup parametri laser, tipologia e direzione di scansione, generazione supporti e scelta tipologia, orientazione della parte, setup mesh, creazione operazioni di post-processo (ricottura, rimozione supporti e vassoio di stampa).
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