Deposizione diretta di strutture cilindriche a parete sottile

Additive manufacturing (AM) is one of the technologies that is gaining more importance during the past few years. The demand for parts realized in “near net shape” is always growing; additive manufacturing and in particular the Laser Metal Deposition (LMD), given the high deposition rates, are among the best technologies to fulfil this demand. This work focuses on the LMD process using stainless steel powders and an anthropomorphic robot for the realization of thin walled cylindrical structures. The variation in quality of the realized structure is analysed, considering both, the energetic parameters and the handling strategies. Two different handling configurations are considered: one purely anthropomorphic (6 degrees of freedom), the other anthropomorphic with the assistance of a spindle (7 degrees of freedom, one of which is redundant). Moreover the influence of a closed loop control over the laser power is investigated. The sensor which provides the input for the PID control is placed at the optical combiner and it measures the thermal emission of the process.

L’additive manufacturing (AM) è una delle tecnologie che negli ultimi anni sta assumendo sempre maggiore importanza. La richiesta di produrre pezzi in “near net shape” è sempre maggiore; l’additive manufacturing e in particolare il Laser Metal Deposition (LMD), dati gli alti tassi di deposizione, risultano essere una delle migliori tecnologie per questo bisogno. In questo lavoro si presenta uno studio sul processo LMD di polveri di acciaio inossidabile con robot antropomorfo, per la realizzazione di strutture cilindriche chiuse a parete sottile. Si analizza la variazione della qualità della struttura depositata, considerando sia l’aspetto energetico sia quello della movimentazione. Si considerano due configurazioni di movimentazione, la prima puramente antropomorfa (6 gradi di libertà), la seconda antropomorfa assistita da mandrino (7 gradi di libertà di cui uno ridondante). Si analizza inoltre l’influenza di un controllo in anello chiuso della potenza erogata dalla sorgente sulla qualità della deposizione; il controllo è basato sul segnale di emissione termica acquisito dal sistema di monitoraggio Through Optical Combiner (TOC).