RISPOSTA MECCANICA DELLA LEGA Ti6Al4V-ELI PRODOTTA PER ELECTRON BEAM MELTING

La lega Ti6Al4V-ELI (Ti Grade 23) è ampiamente adottata in molte applicazioni industriali in diversi campi d’applicazione tra cui aerospaziale, biomeccanica e automobilistico. La tecnologia additiva negli anni ha permesso di estendere la gamma di possibili applicazioni ma ha introdotto anche variazioni nelle prestazioni Meccaniche dei prodotti realizzati, a seconda dello specifico processo di produzione e dei relativi parametri di controllo. Questa ricerca è focalizzata sulla caratterizzazione meccanica, a velocità di deformazione (strain rate) statica, media e alta, della lega di Titanio grado 23 prodotta mediante tecnologia Electron Beam Melting (EBM) e, in particolare, sull'effetto della variazione dei parametri di processo sulle prestazioni Meccaniche del materiale stampato. Ai fini della caratterizzazione del materiale è stata utilizzata una metodologia di studio, su scala locale della sezione di strizione (o come più volte riportato necking) mediante analisi delle immagini, che ha permesso la stima accurata di sollecitazione, deformazione e velocità di deformazione, in tutto l'intervallo post-strizione e fino alla rottura del provino. Durante la prima campagna di test di trazione statica, sono stati studiati gli effetti di diversi parametri di produzione sulla risposta del materiale, vale a dire la speed function, line offset, focus offset, number of contours e l’orientamento dei componenti rispetto la direzione di fusione. La speed function è stata identificata come il parametro che influenza maggiormente le prestazioni del materiale a velocità statiche (0,003 1/s). Per la seconda campagna di test, sono stati considerati due diversi materiali, rispettivamente corrispondenti al materiale stampato con parametri standard ed a quello stampato con il valore ottimizzato della speed function. I provini così realizzati sono stati prodotti e testati a velocità dinamiche di 1, 15 e 700 1/s, per valutare l'effetto del parametro speed function sulla risposta dinamica del materiale. I risultati mostrano che il materiale ottimizzato ha prestazioni migliori rispetto quello standard in termini di resistenza e duttilità sia in condizioni statiche che dinamiche ed è inoltre caratterizzato da una maggiore sensibilità alla velocità di deformazione. La caratterizzazione dei materiali e la modellazione FEM rappresentano un argomento di grande interesse sia nell'industria moderna che nel campo della ricerca e sviluppo. In questa ricerca, dopo la caratterizzazione meccanica del Ti Grado 23, sono state studiate le note strutture trabecolari o “cellulari” anche dette lattice structures, molto diffuse nel campo biomedicale per le spiccate capacità di osteointegrazione di tali strutture. È stata progettata una cella elementare ed è stata condotta una campagna di prove statiche sperimentali per valutare le caratteristiche meccaniche della struttura reticolare al variare delle dimensioni della suddetta cella elementare. Un modello FEM è stato ottimizzato per replicare i risultati statici utilizzando il materiale ottimizzato della prima fase di studio.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2023

Author dc:creator

• DI BELLA, SIMONE

Contributors dc:contributor

• MIRONE, GIUSEPPE

• Titanium Alloy, Strain Rate, Split Hopkinson Tensile Bar (SHTB), Lattice Structures, Additive Manufacturing (EBM)
• Lega di Titanio, Fusione a fascio di elettroni, Struttura Trabecolare, Stampa a letto di polveri, Velocità di deformazione

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/581949

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/581949