Ottimizzazione dei flussi in camera e dei parametri di processo di una macchina per costruzione additiva Laser Powder Bad Fusion.

Le tecniche di Additive Manufacturing stanno diventando sempre pi๠importanti e diffuse nell'industria moderna, grazia alla loro capacità  di produrre oggetti di forme molto complesse difficilmente realizzabili con le tecnologie tradizionali, e all'utilizzo di una grande varietà  di materiali. Per questo motivo l'azienda 3d4mec ha deciso di produrre la prima macchina per costruzione additiva totalmente di capitale e realizzazione italiana, di tipo Powder Bed Fusion, che opera con polveri di metallo. L'azienda di Sasso Marconi per lo sviluppo della Macchina si appoggia al laboratorio di Tecnologia Meccanica dell'università  di Modena e Reggio Emilia, MoreManufacturing. L'attività  Progettuale si ਠsvolta nel suddetto laboratorio, sul secondo prototipo realizzato della macchina per costruzione additiva. La prima parte dell'attività  Progettuale ਠstata incentrata sull'ottimizzazione dei flussi in camera. L'ottimizzazione dei flussi in camera ਠdiventata fondamentale con l'utilizzo di un nuovo materiale per la stampa additiva, una lega di ottone CuZn42 . Con utilizzo di questa lega si ਠriscontrata la generazione di una forte nebbia nella camera di stampa, che altera il corretto funzionamento del laser filtrandone, e pregiudica il corretto svolgimento del processo. La generazione di questa Nebbia ਠdovuta al fatto che lo Zinco ha una temperatura di fusione minore rispetto al Rame, e una volta che il laser lo fonde la polvere una parte di essa vaporizza nell'atmosfera di Azoto. Il primo step dell'ottimizzazione ਠstato la diagnosi del sistema di alimentazione della pompa di ricircolo, per migliorare invece i flussi ਠstato ricostruito esternamente l'intero circuito fluidodinamico della macchina ed ਠstata realizzata una camera in PMMA (polimetilmetacrilato) completamente trasparente, che permette l'osservazione con metodi sperimentali dei flussi al suo interno, e quindi la verifica che le modifiche apportate siano efficaci. Per la prototipazione delle componenti del circuito ਠstata utilizzata una macchina per costruzione additiva di tipo Material Extrusion che permette la realizzazione †œin casa†� dei prototipi con tempi e costi ridotti, in materiale polimerico. Una seconda parte dell'attività  progettuale ਠstato quello della ricerca dei parametri di processo ottimali che permettono di ottenere parti †œFull Density†� in acciaio AISI316L La ricerca di questi parametri di processo si ਠresa necessaria in ottica di una futura commercializzazione della macchina in questione, ਠintenzione della ditta produttrice vendere la macchina a parametri aperti, suggerendo comunque le migliori condizioni operative per un dato materiale. L'ottimizzazione ਠstata perseguita modificando i parametri velocità  di scansione e potenza del laser che influenzano l'energia specifica che il laser stesso trasferisce alla polvere per consolidarla e realizzare il pezzo coeso. Lo studio dei parametri di processo ਠstato svolto realizzando un piano sperimentale nel quale sono elencate le diverse combinazioni dei parametri, per ogni combinazione sono stati realizzati diversi provini di forma cubica posizionati sulla diagonale della piattaforma di stampa. Questi provini sono poi stati tagliati ed opportunamente lucidati per valutarne la porosità  superficiale al microscopio confocale, successivamente con la bilancia idrostatica ne ਠstata valutata la densità .