Stato dell’Arte e nuove
prospettive della Stampa 3D
Prof. Fabrizia Caiazzo
Università degli Studi di Salerno
L’Additive Manufacturing a supporto del settore Difesa e Sicurezza
Roma 28 novembre 2019
Università di Salerno Campus di Fisciano
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Università di Salerno Campus di Baronissi
SALDATURA
TAGLIO/ FORATURA
LA V ORAZION I LASER
TRATTAMENTI SUPERFICIALI
ADDITIVE
MANUFACTURING
Letto di polvere
Laser powder bed fusion
Deposizione diretta di polveri
Directed energy deposition of powder Deposizione diretta con filo
Directed energy deposition of wire
Attività del gruppo di ricerca TESEO
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Ultimi progetti di ricerca conclusi Prime
PON01_00895 · LABoratorio sul REPair
LABREP
PON01_01269 · Emergent Laser fIber Optic welded Structures
ELIOS
PONa3_00007 · NAtional FAcility for Superconduction Systems
NAFASSY
PON03PE_00111_1
MAteriali e TEcnologie di processo ad alta efficienza per Microfusioni Innovative
MATEMI
PON03PE_00111_2
Tecnologie Innovative per Motori Aeronautici a combustione interna a basso impatto ambientale ed elevata autonomia
TIMA
PON03PE_00129_1
Sviluppo di materiali e Tecnologie Ecocompatibili di Processi di Foratura, taglio e Assemblaggio Robotizzato
STEPFAR
Sviluppo e Industrializzazione Sistemi a Radiofrequenza e Finestre elettromagnetiche
SIRENA
Costruzioni Motori Diesel
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Progetti di ricerca in corso Capofila
ARS01_00293
TecHnology And materials for safe Low consumption And low life cycle cost veSSels And crafts
THALASSA
ARS01_01181
Piattaforma Modulare Multi-Missione
PM3
ARS01_01188
Fabbrica di montaggio integrata intelligente
ISAF
ARS01_01061
Processi Integrati e COnnessi
per l’Evoluzione industriale nella PROduzione
PICOePRO
EU grant agreement ID: 721045
Advanced materials solutions for NEXT generation
high efficiency concentrated solar power (CSP) TOWER systems
NEXTOWER
Classificazione delle tecnologie AM
PLASTICA
METALLO
CERAMICO
MATERIALI ORGANICI
Stereolitografia (SLA) Polyjet
Fused Deposition Modelling (FDM) Laminated Object Manufacturing (LOM) 3D Printing (3DP)
Selective Laser Sintering (SLS)
A letto di polvere
con laser o fascio elettronico
Deposizione diretta
con laser o fascio elettronico
Stereolitografia (SLA) 3D Printing (3DP)
Selective Laser Sintering (SLS)
Laminated Object Manufacturing (LOM)
Laser powder bed fusion: macchina e materiali
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• DM20 (base nichel-bronzo, per prototipi funzionali e stampi)
• CoCrSP2 (base cobalto-cromo, per impianti dentali)
• GP1 (acciaio inossidabile per prototipi funzionali e stampi)
• Ti-6Al-4V (base titanio, per applicazioni aerospaziali e biomedicali)
• IN718 (base nichel-cromo, per componenti aerospaziali) Polvere EOS GP1 (UNS S17400)
Granulometria media 20 μm
EOS INT M270
X-tended dual focus
Laser powder bed fusion: parametri di processo
INPUT
LASER
POTENZA, QUALITÀ DEL FASCIO, SFOCALIZZAZIONE, MODALITÀ DI EMISSIONE
SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
VELOCITÀ, ACCURATEZZA
STRATEGIA DI SCANSIONE
HATCH SPACING, LUNGHEZZA DI SCAN, SPESSORE DEI LIVELLI
MATERIALE
PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE,
DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA DELLA POLVERE
AMBIENTE
PROTEZIONE DALL’OSSIDAZIONE, PRERISCALDAMENTO
OUTPUT
DENSITÀ
MODULO DI YOUNG RESISTENZA A TRAZIONE
RESISTENZA A FATICA DUREZZA
MICROSTRUTTURA
IMPERFEZIONI
STRESS RESIDUI
RUGOSITÀ SUPERFICIALE
Laser powder bed fusion: il risultato…
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Ni
Laser powder bed fusion: alcuni esempi
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Ti
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Laser powder bed fusion: redesign e alleggerimento
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Deposizione diretta di polvere con laser
Infographic © Intech Open
Deposizione diretta di polvere con laser: parametri di processo
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LASER
POTENZA, QUALITÀ DEL FASCIO, SFOCALIZZAZIONE, MODALITÀ DI EMISSIONE
SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
VELOCITÀ, ACCURATEZZA
UGELLO
TIPO, POSIZIONAMENTO, PROFILO DEL FASCIO DI POLVERE
MATERIALE
GEOMETRIA DEL SUBSTRATO, PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE
POLVERE
PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE,
DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA DELLA POLVERE
GAS DI LAVORO
TIPO DI GAS DI PROTEZIONE E TRASPORTO, PORTATE
STRATEGIA DI DEPOSIZIONE
RASTER, ZIG-ZAG, ECC…
OUTPUT
GEOMETRIA MICROSTRUTTURA
DUREZZA IMPERFEZIONI STRESS RESIDUI RESISTENZA A TRAZIONE
RESISTENZA A FATICA
RUGOSITÀ SUPERFICIALE
DILUIZIONE
EFFICIENZA DI CAPTAZIONE
Deposizione diretta di polvere con laser: alcuni esempi…
Al
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Fe
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Deposizione diretta di polvere: costruzione
Sorgente laser
Spingifilo
Deposizione diretta di filo con laser
Testa laser
Sistema traina-filo
Ugello
Pattino
Sistema di protezione del bagno fuso
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Argon 11 l/min
Elio 9 l/min
Sistema di protezione del bagno fuso
Grazie per la cortese attenzione
Fabrizia Caiazzo
f.caiazzo@unisa.it Professore Associato di Tecnologie e Sistemi di Lavorazione Università degli Studi di Salerno
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