Riassunto analitico
I materiali ad alta conducibilità elettrica e conduttività termica ricoprono un ruolo importante nell’industria dell’automazione, automobilistica, elettrica ed elettronica. In particolare, i componenti realizzati per queste applicazioni richiedono ulteriori caratteristiche: alta resistenza meccanica, buone proprietà tecnologiche di lavorazione, resistenza alla corrosione e costo contenuto. Il lavoro di tesi è volto ad individuare una soluzione sostitutiva alla lega rame-berillio, ampiamente utilizzata per le sue ottime performance meccaniche e di conducibilità, ma con problemi di salubrità a causa delle conseguenze che l’inalazione delle polveri di berillio provoca. Identificata come scelta migliore una lega rame-nichel-silicio, il successivo obiettivo di studio è stato caratterizzarne le performance pezzi realizzati mediante additive manufacturing. Questa tecnologia permette di ridurre i tempi di produzione per lotti di piccole dimensioni, ma soprattutto di conseguire geometrie complesse, molto apprezzate nell’ambito dei componenti che necessitano di alta conducibilità. Nello specifico, la tecnologia utilizzata per la produzione è la Powder bed fusion. Al fine di analizzare le criticità connesse agli elementi realizzati con questa metodologia, sono state effettuate un’analisi metallografica con relativa osservazione al microscopio ottico ed elettronico a scansione dei difetti presenti e delle prove di trazione e di durezza per testare le caratteristiche meccaniche.
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Abstract
High electrical and thermal conductivity materials play an important role in the automation, automotive, electrical and electronic industries. These materials need also mechanical strength, good processability, corrosion resistance and low cost. The thesis aims to identify a substitutive solution to the copper-beryllium alloy, widely used for its excellent mechanical and conductivity performance, but dangerous for the workers. A copper-nickel-silicon alloy has been identified as the best choice; the objective of the study is to characterize the performance of parts made through additive manufacturing. This technology allows to reduce production times for small batches, but above all to achieve complex geometries, very appreciated in the field of high conductivity components. In order to analyze the critical issues related to the elements made AM technique, specimens have been produced by powder bed fusion technique. Metallographic analysis, crack surfaces SEM observations, tensile and hardness tests have been carried out to evaluate defect, rupture micro-mechanism, defects and mechanical properties.
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