Effetto dell’anisotropia indotta dalla manifattura additiva sull’usura utensile durante la tornitura del Nitinol martensitico

Il presente lavoro si concentra nello studio di una lega di Nitinol (Ni50,1 Ti49,9), ottenuto attraverso la produzione additiva con la tecnica della fusione laser a letto di polvere, soffermandosi sull’analisi dell'impatto delle diverse direzioni di costruzione, sull'usura dell'utensile. Una peculiarità della produzione additiva risulta essere la presenza di anisotropia microstrutturale, che nei pezzi stampati, influenza la loro lavorabilità e le loro proprietà meccaniche. Comprendere e controllare questi fattori risulta fondamentale per migliorare la qualità e la fruibilità dei prodotti finali. I campioni cilindrici sono stati stampati con 3 diverse inclinazioni: 0°, 45° e 90°. La tipologia di lavorazione impiegata maggiormente per l’analisi del problema è stata la tornitura, un processo critico per la modellazione e la finitura dei componenti fabbricati in modo additivo, in seguito è avvenuta l’acquisizione e l’analisi delle forze di lavorazione e della rugosità. Ad ogni step di lavorazione sono state acquisite immagini utilizzando un Microscopio elettronico a scansione (SEM) al fine di stimare l’aumento del labbro di usura legato ai rispettivi tempi di lavorazione. Per studiare in maniera più approfondita i fenomeni risultanti delle lavorazioni del materiale utilizzato, sono state eseguite ulteriori analisi, come la calorimetria a scansione differenziale (DSC) valutando le temperature di trasformazione prima e dopo la lavorazione, analisi microstrutturali inglobando i provini stampati, analizzando la dimensione e l'orientazione dei grani per ogni direzione di stampa. Inoltre, sono stati svolti vari cicli di nano-indentazioni per ottenere dati riguardo le proprietà meccaniche del Nitinol in merito ad elasticità e durezza. I risultati sperimentali rivelano variazioni nei tassi di usura e nella qualità della superficie, promuovendo migliori condizioni di vita utile dell’utensile, a parità di usura, per i provini a 90°.