Interazione tra Microstruttura e Usura dell’Utensile nella Tornitura di Nitinol Ottenuto tramite Manifattura Additiva

Le leghe di Nitinol (NiTi) sono adatte ad applicazioni aerospaziali in quanto presentano caratteristiche microstrutturali uniche che conferiscono proprietà di superelasticità (SE) e di memoria di forma (SME). Malgrado ciò, le medesime proprietà rendono complesse e costose le lavorazioni meccaniche necessarie per ottenere il componente nella sua forma finale. Un ulteriore livello di complessità è introdotto dalla manifattura additiva (AM ), in particolare dalla tecnica di fusione laser a letto di polvere (L-PBF ), che induce anisotropia microstrutturale in funzione della direzione di costruzione (BD). Infatti, è noto che tale anisotropia influisce sulla lavorabilità e sulle proprietà meccaniche dei componenti prodotti. In questo contesto, il presente studio si propone, attraverso la tornitura di campioni cilindrici, di investigare come l’anisotropia indotta da AM influenzi la lavorabilità, in modo da comprendere come ottimizzare i processi di finitura superficiale. A tal fine, si confronterà l’evoluzione dell’usura utensile durante la lavorazione di cilindrici stampati sia verticalmente che orizzontalmente rispetto alla BD e sottoposti a trattamento termico (HT ). Tale comparazione, si effettuerà per due diverse composizioni chimiche della lega di Nitinol, che mostrano rispettivamente SME e SE a temperatura ambiente. Per quantificare l’evoluzione dell’usura durante la lavorazione sono state raccolte misure di forza e rugosità; inoltre, a ogni step di lavorazione sono state acquisite immagini o con il microscopio digitale o con il microscopio a scansione elettronica (SEM ) per stimare l’aumento del labbro di usura in funzione del tempo di lavorazione. Ulteriori analisi, volte a fornire un quadro generale e a comprendere il ruolo della microstruttura, includono: analisi di microdurezza, calorimetria a scansione differenziale (DSC ), spettroscopia a dispersione di energia (EDS) e analisi microstrutturali di campioni inglobati.