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TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE ADDITIVA

La realizzazione di stampi attraverso l’utilizzo della tecnica di sinterizzazione laser rappresenta una tematica di notevole interesse per le potenzialità offerte da tale tecnologia. La peculiarità della tecnica in esame consiste nella possibilità di produrre geometrie complesse sfruttando un metodo additivo, che prevede la fusione selettiva di strati successivi di polvere metallica di spessore nell’ordine dei centesimi di millimetro. La sovrapposizione di strati di entità limitata consente anche di ottenere una buona accuratezza dimensionale, che è un parametro di fondamentale importanza nell’ambito della stampistica. Un ulteriore vantaggio rispetto alle tradizionali tecniche sottrattive consiste nelle limitate operazioni di finitura che deve subire il componente sinterizzato per ottenere una rugosità adeguata alle applicazioni cui è destinato. La complessa dinamica del processo di sinterizzazione laser comporta un attento esame di fattori come l’orientamento delle parti componenti lo stampo sulla piattaforma di costruzione, la definizione di opportuni parametri di processo e dei trattamenti termici per l’ottenimento di adeguate proprietà microstrutturali, oltre che ulteriori analisi sull’integrità strutturale delle parti..La sinterizzazione laser prevede la fusione selettiva di polveri metalliche di una certa granulometria. Date le numerose variabili in gioco, non è sempre possibile ottenere componenti con dimensioni in tolleranza. Ciò implica che in alcuni casi siano necessarie lavorazioni di tipo tradizionale per rientrare nei limiti previsti. Qualora, invece, gli scostamenti siano limitati è possibile operare con minime operazioni di post-processo. Lo svolgimento del processo stesso può portare alla formazione di particelle parzialmente fuse sulla superficie del componente. La presenza di tali particelle conferisce alla parte una certa rugosità che va ridotta. Inoltre, le attività di finitura possono anche consentire un miglioramento locale (per spessori di pochi decimi di millimetro) di proprietà come la resistenza all’usura, che è un fattore chiave nell’ambito considerato. Il primo obiettivo può essere raggiunto attraverso operazioni di sabbiatura che vengono effettuate usualmente con materiale duro di tipo ceramico, mentre per il conferimento di migliori proprietà superficiali si opera attraverso la pallinatura, che prevede di investire il pezzo con palline di acciaio utilizzando elevate pressioni. Ulteriori operazioni di finitura possono essere necessarie nelle applicazioni che richiedono particolari caratteristiche delle superfici in termini di rugosità residua.La caratterizzazione microstrutturale prevede di definire l’influenza dell’effetto combinato della variazione dei parametri di processo e dei trattamenti termici. Per l’ottenimento di proprietà adatte all’applicazione in esame è necessario considerare accanto alla morfologia dei grani anche le strutture acquisite a valle della sinterizzazione e del trattamento termico ed eventuali presenze di strutture orientate con caratteristiche di anisotropia. Le misure dimensionali vengono realizzate mediante CMM (macchina di misura a coordinate), dopo aver individuato e sviluppato opportuni cicli di misura, che minimizzino l’effetto dei fattori di incertezza. L’incertezza nella misura, oltre a fattori ambientali quali la temperatura e l’umidità dell’aria, risulta connessa anche alla strategia di misura e alle caratteristiche del pezzo in esame. Per quanto riguarda la strategia di misura l’operatore deve scegliere in maniera adeguata i punti scansionati, affinché siano rappresentativi della superficie stessa, e la velocità di esecuzione della misura per evitare deflessioni nello stilo riferendosi a tastatori a contatto. La rugosità rientra nelle caratteristiche della parte che influenzano l’incertezza. Di conseguenza, essa non solo deve essere limitata per la dinamica del processo di stampaggio, ma anche per evitare problemi di controllo dimensionale.