Valutazione della resistenza statica e a fatica di componenti metallici ottenuti da stampa 3D

L’elaborato si propone di analizzare e valutare il comportamento di resistenza statica e a fatica di componenti metallici realizzati mediante tecnologie Additive Manufacturing (AM), con particolare riferimento ai processi di Powder Bed Fusion (PBF), Electron Beam Melting (EBM) e Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). L'obiettivo principale della ricerca è comprendere in quale misura i parametri operativi di processo e i difetti intrinseci influenzino le proprietà strutturali delle principali leghe di interesse ingegneristico, tra cui le leghe di Titanio (in particolare il Ti6Al4V), le leghe di Alluminio (AlSi10Mg e leghe Al-Mg) e gli Acciai (Maraging 18Ni-300). Nel primo capitolo viene offerta una panoramica sulle tecnologie di produzione additiva per metalli, evidenziandone i principi fisici, i vantaggi competitivi rispetto alle lavorazioni sottrattive convenzionali, e i principali difetti. Nel secondo capitolo vengono raccolti e confrontati i dati sperimentali e di letteratura relativi alle prestazioni meccaniche. Lo studio mostra che dal punto di vista statico i materiali AM esibiscono tensioni di snervamento e di rottura paragonabili ai corrispondenti SM o ICF, ma per quanto riguarda la fatica ad alto e altissimo numero di cicli si riscontra un peggioramento delle proprietà. Il peggioramento è strettamente correlato sia alla rugosità superficiale (as-built), che agisce da intaglio geometrico, sia alla presenza di difetti sub-superficiali ed interni. Viene inoltre esaminato l'impatto dei trattamenti termomeccanici di post-processing, come la Pressatura Isostatica a Caldo (HIP) e le lavorazioni di finitura superficiale, dimostrando come essi siano indispensabili per ripristinare parzialmente l'integrità del materiale. Infine, nell'ultimo capitolo vengono raccolte tutte le informazioni e conclusioni, inquadrando l'Additive Manufacturing metallico e proponendo tecnologie da combinare assieme per superare gli attuali limiti della vita a fatica.