Valutazione della resistenza a fatica di componenti ottenuti da additive manufacturing

Lo scopo di questo scritto è quello di analizzare le caratteristiche di resistenza a fatica di provini ottenuti con diversi materiali metallici realizzati attraverso tecnologie di stampa additiva. In una prima parte viene analizzata brevemente la recente storia di queste tecnologie e, successivamente, descritte le principali varianti con cui si possono lavorare i diversi materiali metallici attraverso stampa 3D. Si passa poi a mettere in luce i principali difetti relativi a tali lavorazioni, per poi valutarne gli eventuali vantaggi e svantaggi. Dopo una breve introduzione al concetto e alla storia riguardante la fatica di componenti metallici viene eseguita un’analisi comparativa tra diversi materiai lavorati attraverso tecnologie tradizionali e additive. I materiali scelti per questa comparativa sono una lega di titanio (Ti6Al4V), una lega di alluminio (AlSi10Mg) e un acciaio maraging (18Ni300 o C300). Sono stati scelti proprio questi materiali in quanto sono quelli di maggior interesse per la produzione di componenti soprattutto nell’ambito biomedico, aerospace e negli ultimi anni anche automotive. Infine, viene brevemente presentato un caso studio sulla caratterizzazione della vita a fatica di provini realizzati con una definita struttura reticolare, atta ad essere utilizzata per la produzione di impianti ossei, dentali e protesi. Nonostante in letteratura siano presenti moltissimi studi riguardanti l’analisi delle proprietà meccaniche dei componenti metallici ottenuti tramite stampa 3D, non è ancora chiaro il comportamento sotto carico ciclico da parte di questi ultimi. Questo perché l’influenza dei parametri di processo e la difficoltà di prevedere la dimensione, forma e posizionamento dei difetti all’interno della microstruttura, sono i principali aspetti che penalizzano la vita a fatica dei componenti additive in fase di esercizio. Tuttavia, soprattutto per la loro storia recente e per le potenzialità elevatissime che queste tecnologie possono avere in abito industriale, il margine di miglioramento è ancora molto elevato e in futuro si potrà arrivare ad ottenere dei componenti con proprietà meccaniche sempre più simili a quelle ottenibili tramite lavorazioni convenzionali, andando a diminuire e/o superare l’impiego delle vecchie tecnologie.