Con il termine Additive Manufacturing si fa rifermento ad un'ampia gamma di tecnologie produttive attraverso le quali partendo da un modello digitale ਠpossibile creare oggetti aggiungendo strati di materiale uno ad uno. Nei trent'anni di sviluppo della tecnologia, si ਠpassati dalla semplice creazione di modelli concettuali e prototipi funzionali, alla possibilità  di costruire prodotti che necessitano solo di qualche operazione di post processing prima dell'utilizzo. Le tecnologie Powder Bed Fusion consentono oggi di realizzare anche componenti metallici aventi densità  prossime al cento percento. Settori industriali quali motorsport, biomedicale e aeronautica rappresentano l'avanguardia di questa rivoluzione dei processi produttivi, riuscendo a sfruttare le peculiari opportunità  offerte dalla tecnologia per produzioni in piccola serie. La tecnologia Laser Powder Bed Fusion, chiamata anche Selective Laser Melting, sta emergendo come la principale soluzione per la produzione di parti metalliche tramite AM, in quanto consente la massima libertà  progettuale e flessibilità  di produzione. Nonostante il grande potenziale innovativo, ad oggi le tecnologie di produttive tradizionali basate sulla sottrazione di materiale garantiscono una accuratezza dimensionale e ripetibilità  dei risultati migliore, perciಠspesso i componenti prodotti tramite AM necessitano di essere rilavorati riducendo i vantaggi in termini di tempi e costi di consegna. Per mitigare il problema diverse combinazioni di orientamento della parte nel volume di lavoro e strutture di supporto possono essere sviluppate, tuttavia ad oggi questo delicato lavoro ਠaffidato alla sola esperienza degli ingegneri di produzione. Con l'ausilio di nuove tecnologie quali la simulazione di processo AM e la digitalizzazione attraverso scanner 3D delle parti costruite, ਠpossibile migliorare l'industrializzazione dei componenti, accrescendo la conoscenza del processo e la conformità  alle tolleranze imposte sulle superfici dei pezzi. Il presente elaborato di tesi si pone quindi come obiettivo lo sviluppo di una procedura di ottimizzazione della industrializzazione dei componenti prodotti tramite L-PBF, sfruttando i feedback ottenuti dalla simulazione di processo e dalla analisi ottica delle parti già  prodotte. Dopo una introduzione delle diverse tecnologie di produzione additiva, i capitoli dal due al cinque si concentreranno nella descrizione di tutti gli strumenti software e hardware utilizzati. Il capitolo sei introdurrà  un modello per meglio inquadrare il problema della successiva re-industrializzazione dei componenti ed una procedura in cinque passi per ottimizzarla. Infine tale procedura sarà  applicata ad un caso studio nel quale un collettore di scarico automobilistico da realizzare in Inconel 625 sarà  analizzato. L' elaborato ਠil risultato di sei mesi di tirocinio formativo presso HPE-COXA, da Settembre 2018 a Marzo 2019.

Sviluppo di una procedura a ciclo chiuso per l'ottimizzazione dell'industrializzazione di componenti prodotti tramite Powder Bed Fusion.

2019

Abstract

Con il termine Additive Manufacturing si fa rifermento ad un'ampia gamma di tecnologie produttive attraverso le quali partendo da un modello digitale ਠpossibile creare oggetti aggiungendo strati di materiale uno ad uno. Nei trent'anni di sviluppo della tecnologia, si ਠpassati dalla semplice creazione di modelli concettuali e prototipi funzionali, alla possibilità  di costruire prodotti che necessitano solo di qualche operazione di post processing prima dell'utilizzo. Le tecnologie Powder Bed Fusion consentono oggi di realizzare anche componenti metallici aventi densità  prossime al cento percento. Settori industriali quali motorsport, biomedicale e aeronautica rappresentano l'avanguardia di questa rivoluzione dei processi produttivi, riuscendo a sfruttare le peculiari opportunità  offerte dalla tecnologia per produzioni in piccola serie. La tecnologia Laser Powder Bed Fusion, chiamata anche Selective Laser Melting, sta emergendo come la principale soluzione per la produzione di parti metalliche tramite AM, in quanto consente la massima libertà  progettuale e flessibilità  di produzione. Nonostante il grande potenziale innovativo, ad oggi le tecnologie di produttive tradizionali basate sulla sottrazione di materiale garantiscono una accuratezza dimensionale e ripetibilità  dei risultati migliore, perciಠspesso i componenti prodotti tramite AM necessitano di essere rilavorati riducendo i vantaggi in termini di tempi e costi di consegna. Per mitigare il problema diverse combinazioni di orientamento della parte nel volume di lavoro e strutture di supporto possono essere sviluppate, tuttavia ad oggi questo delicato lavoro ਠaffidato alla sola esperienza degli ingegneri di produzione. Con l'ausilio di nuove tecnologie quali la simulazione di processo AM e la digitalizzazione attraverso scanner 3D delle parti costruite, ਠpossibile migliorare l'industrializzazione dei componenti, accrescendo la conoscenza del processo e la conformità  alle tolleranze imposte sulle superfici dei pezzi. Il presente elaborato di tesi si pone quindi come obiettivo lo sviluppo di una procedura di ottimizzazione della industrializzazione dei componenti prodotti tramite L-PBF, sfruttando i feedback ottenuti dalla simulazione di processo e dalla analisi ottica delle parti già  prodotte. Dopo una introduzione delle diverse tecnologie di produzione additiva, i capitoli dal due al cinque si concentreranno nella descrizione di tutti gli strumenti software e hardware utilizzati. Il capitolo sei introdurrà  un modello per meglio inquadrare il problema della successiva re-industrializzazione dei componenti ed una procedura in cinque passi per ottimizzarla. Infine tale procedura sarà  applicata ad un caso studio nel quale un collettore di scarico automobilistico da realizzare in Inconel 625 sarà  analizzato. L' elaborato ਠil risultato di sei mesi di tirocinio formativo presso HPE-COXA, da Settembre 2018 a Marzo 2019.
2019
it
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14242/299171
Il codice NBN di questa tesi è URN:NBN:IT:UNIMORE-299171