Validazione di un approccio non convenzionale basato sulla meccanica della frattura e dell’intaglio per la stima del limite di fatica di provini lisci e a struttura reticolare in lega AlSi10Mg prodotti mediante manifattura additiva

La manifattura additiva (Additive Manufacturing – AM) è un’innovativa tecnologia che supera la tradizionale idea di lavorazione per asportazione in quanto si basa sull’aggiunta di successivi layers. Questa tecnologia venne implementata a partire dagli anni ’80 e inizialmente veniva utilizzata esclusivamente nell’ambito della prototipazione rapida. Negli anni successivi trovò sempre maggior impiego fino ad arrivare ai giorni nostri, dove viene ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale e medicale. Un esempio particolarmente innovativo e tecnologico offerto dalle potenzialità di questo processo è rappresentato dalle strutture reticolari, sulle quali si basa il presente lavoro di tesi. In dettaglio, l'attività sperimentale prevede dapprima la caratterizzazione statica e a fatica (con rapporto di ciclo R=-1) di provini lisci in lega AlSi10Mg realizzati mediante L-PBF. Successivamente, vengono condotti test su provini SENB (Single Edge Notch Bending) mirati alla determinazione della soglia di propagazione della cricca. Inoltre, per ciascuna tipologia di provino si effettuano misure delle tensioni residue, valutando lo stato tensionale sia a livello superficiale sia in profondità mediante un processo di elettrolucidatura. Questa indagine è fondamentale per quantificare la presenza di stati tensionali interni e valutare l'effetto di un'eventuale tensione media locale. A valle delle prove meccaniche, l'analisi microstrutturale delle superfici di frattura viene condotta tramite microscopia ottica e microscopia elettronica a scansione (SEM). Infine, il set di dati sperimentali complessivo, che include anche i risultati sulle strutture reticolari, viene utilizzato per validare un approccio analitico non convenzionale, basato sulla meccanica dell'intaglio e della frattura, verificandone l'applicabilità predittiva sia sui provini lisci che sulle complesse geometrie reticolari.