Riassunto analitico
Lo studio riportato in questa tesi è il trattamento al laser di campioni prodotti per L-PBF fatti in acciaio con una forma cubica. Il trattamento laser è svolto su un sottile strato di superfici selezionate sui provini e si tratta di una lavorazione di laser polishing o laser texturing in base ai parametri che possono essere modificati sul sistema laser.
Il progetto inizia con un resoconto della letterature scientifica reperibile sull’argomento per ottenere maggiore conoscenza riguardare L-PBF, laser polishing e laser texturing, specialmente su come questi processi lavora e quali tipi di applicazione possono avere in diversi campi quali ingegneria aerospaziali, ingegneria biomedica e addirittura sport agonistico. La ricerca è condotta per ottenere informazioni su come altri hanno sviluppato attività simili nel passato, per raccogliere dati e classificarli in diverse categorie: la tipologia di sistema laser coinvolto nel processo, materiali e tecnologie usati per produrre i campioni, parametri del laser e densità di energia lineare e superficiale.
Con i dati scientifici raccolti e una descrizione accurata del sistema laser e di tutta l’attrezzatura utilizzata nel progetto, viene condotta una serie preliminare di esperimenti per testare come la lavorazione dei provini modifica la loro morfologia superficiale in base ai diversi parametri che vengono cambiati durante i lotti di esperimenti. La procedura di analisi include l’utilizzo di uno stereomicroscopio e di un microscopio ottico per studiare l’aspetto e la rugosità superficiale dei provini dopo ogni passata. Tutti i risultati sono analizzati con una particolare attenzione sull’effetto balling che è apparso su alcuni dei provini durante i test.
L’ultima parte del progetto è la definizione di un fase sperimentale finale sviluppata sull’esperienza ottenuta dagli esperimenti preliminari che si compone di 15 test dati dalla combinazione di parametri selezionati e svolti con una procedura precisa in ogni fase di lavorazione. Le superfici finali sono state analizzate sotto ogni aspetto e discusse, in questo caso la procedura di analisi prevede anche lo studio della direzionalità di trama e l’osservazione dei provini al SEM.
Si conclude con una discussione dei risultati ottenuti, su come le superfici dei provini sono cambiate anche se non come sperato o come studiato da esperienze simili di letteratura, si analizzano le motivazioni che potrebbero aver portati a tali risultati, le possibili applicazioni di questi e di cosa si potrebbe migliorare per sviluppi futuri.
|
Abstract
The study recounted in this thesis is the laser treatment of L-PBF manufactured specimens made of C67 steel with a cubic shape. The laser treatment is done on a thin layer of selected surfaces of the samples and it is performed as a laser polishing or laser texturing processing based on the parameters that can be changed on the laser set.
The project starts with an overview of scientific literature to gain more knowledge about L-PBF, laser polishing and laser texturing, specifically how these processes work and what kinds of application they have in many different fields such as aerospace engineering, medical engineering and even professional sport equipment. The research is conducted to obtain various information about how others have performed similar activities in the past, to collect data and classify it in different categories: type of laser set involved in the process, material and technology the samples are made with, laser parameters used and linear and superficial energy density.
With the scientific data and an accurate description of the laser set and all the equipment used in the project, a preliminary series of experiments is conducted to test how the processing of the samples modifies their superficial morphology based in the different parameters changed throughout all the experiment batches. The analysis procedure includes the use of a stereo microscope and an upright microscope to study the surface roughness and the superficial aspect of the specimens after every pass. All the results have been analysed with a particular insight on the balling effect that showed up on some of the specimens.
The last step is the development of a final Doe created on the experience gained with the preliminary experiment with 15 tests defined by a combination of selected parameters and a precise procedure in every processing phase. The final surfaces are then analysed in every aspect and discussed, the analysis procedure this time includes also the directionality of the texture and the observation of the samples with SEM.
The thesis ends with the discussion of the obtained results, on how the surfaces of the specimens changed differently from what was expected and from what learned from literature, there is an analysis of all the reasons that brought this kind of results, their possible applications and what can be improved in future developments of the subject.
|
