La stampa 3D, e in particolare la fusione del letto di polvere laser (SLM), richiede precisione di altissimo livello. Una squadra di ricercatori ha messo a punto un metodo per capire come i parametri del processo influenzano la precisione geometrica finale e per minimizzare la quantità di parti non conformi.
La tecnologia SLM comporta gradienti di temperatura elevati, consolidamento ed espansione termica, che causano tensioni residue nella parte stampata. Queste tensioni si liberano quando la parte viene staccata dalla piastra di base, portando a una deformazione plastica. La squadra di ricerca ha introdotto un metodo per capire come i parametri del processo impattano sulla precisione geometrica finale e per minimizzare la quantità di parti non conformi.
In uno studio recente, presentato nel documento “Simulazione FEM di artefatti AlSi10Mg per la calibrazione del processo di produzione additiva con convalida della tomografia computerizzata industriale”, i ricercatori hanno proposto una geometria per calibrare i parametri del processo. La parte è stata quindi prodotta e analizzata tramite tomografia computerizzata industriale (iCT). In seguito, è stata eseguita una simulazione del processo con metodo agli elementi finiti, considerando la rimozione del materiale durante la separazione dalla piastra di base. Le deformazioni calcolate sono state confrontate con i risultati dell’iCT, confermando una notevole corrispondenza tra il prodotto finito e il suo modello digitale.
Il gruppo di ricerca, che comprende esperti di aziende come TEC Eurolabe SPEM srl, ha utilizzato il software AMTOP, sviluppato da ITACAee Simtech. Questo software permette di determinare strato per strato lo stato di tensione, temperatura e deformazione, utilizzando il metodo degli elementi finiti. I dati della simulazione sono stati poi confrontati con quelli misurati dall’iCT, prendendo in considerazione il processo di taglio.
La simulazione ha fornito risultati molto simili ai dati misurati, con una corrispondenza del 65%. Considerando la complessità della geometria, questo è un risultato promettente. L’implementazione di questo metodo di simulazione nel flusso di lavoro dell’ingegneria di processo può apportare numerosi vantaggi, come riduzione dei tempi di commercializzazione e dei costi, miglioramento delle proprietà geometriche e strutturali, accelerazione del processo di apprendimento e definizione di una solida metodologia di progettazione.
L’articolo su questo lavoro è stato pubblicato in [1]. [1] Patuelli, C.; Cestino, E.; Frulla, G.; Valente, F.; Servetti, G.; Esposito, F.; Barbero, L. Simulazione FEM di artefatto AlSi10Mg per la calibrazione del processo di produzione additiva con convalida della tomografia computerizzata industriale. Materiali 2023, 16, 4754. https://doi.org/10.3390/ma16134754
Sito web: https://www.mdpi.com/1996-1944/16/13/4754, Versione PDF: https://www.mdpi.com/1996-1944/16/13/4754/pdf
