Additive manufacturing di acciaio 316 L: ottimizzazione del processo e caratterizzazione del materiale prodotto tramite Laser Powder Bed Fusion

This thesis project is focused on Metal Additive Manufacturing with the printing processing of 316L Stainless steel with the Laser Powder Bed Fusion technique (LPBF). Initially, the work is presented with a general introduction on the additive manufacturing process where it defines: the history, the operating principle, advantages and disadvantages, classification of these techniques, applications, and future challenges. Subsequently, the complete and specific characterization of the raw material (316L steel powder) and the analyzes carried out to optimize the printing parameters of the LPBF technique are fully described. This work defines the starting point by characterizing the initial powder to keep on with the precise and exhaustive description of the entire process chain from the CAD drawing to the printing of the object, paying attention to the operations of the processing and the properties of the final material. The goal of the thesis is to study the influence of the laser speed and power parameters to obtain a high final mass density and to analyze the characteristics of the final piece through the analysis of: structure, microstructure and morphology of the upper surface on the printed cube.

Il progetto di tesi è incentrato sul Metal Additive Manufacturing in particolare sulla lavorazione di Acciaio 316L con la tecnica di Fusione del letto di polveri tramite Laser (Laser Powder Bed Fusion, LPBF). Il lavoro viene presentato con un’introduzione generale sul processo di fabbricazione additiva (additive manufacturing) in cui si definiscono: la storia, il principio di funzionamento, vantaggi e svantaggi, classificazione di queste tecniche, applicazioni e sfide future. Successivamente vengono descritti in modo completo: la caratterizzazione completa e specifica della materia prima (polvere di acciaio 316L) e le analisi svolte per ottimizzare i parametri di stampa della tecnica LPBF. In particolare, si cerca di definire il punto di partenza caratterizzando la polvere iniziale per proseguire con la descrizione precisa ed esaustiva di tutta la catena di processo dal disegno CAD alla stampa dell’oggetto ponendo attenzione sul funzionamento della lavorazione e sulle proprietà del materiale finale. L’obiettivo finale della tesi è di studiare l’influenza dei parametri di velocità e potenza del laser per ottenere un’elevata densità di massa finale e analizzare le caratteristiche del pezzo finale attraverso le analisi di: struttura, microstruttura e morfologia.