Design of ultrasonic shot peening device

This thesis presents the design of an ultrasonic shot peening device. To achieve this, in the first place, we did a close study of the literature and a wide research on relevant industrial products, to acquire information on both the ultrasonic shot peening treatment (including influencing parameters, treatment mechanics, etc.) and the design of its device (including device components, design parameters regarding each component, available range for design parameters, etc.). Considering the specific treatment requirements for each of our sample workpieces, we then started with the design of the device, which consisted of two parts: Designing the peening chamber (the main body of our device) containing lids, various types of fittings, fixtures, etc., and choosing the technical specifications of the other constituting components of our device that needed to be procured (including shots, sonotrode, bearings, electric motor, vacuum chamber, etc.). Our finalized design choices were accompanied by justifications, comparing our choice of the product with other available choices. Eventually, for a better visualization of our complex-shaped design, three-dimensional CAD renderings of our device were provided in each of its treatment modes. As a possibility for further development of our device, we proposed a design model for a brand-new technology called warm ultrasonic shot peening (ultrasonic shot peening at high temperatures for magnesium sample).

Questa tesi fornisce la progettazione di un dispositivo di pallinatura ultrasonica. Per raggiungere questo obiettivo, innanzitutto, abbiamo fatto un attento studio della letteratura ed un'amplia ricerca sui prodotti industriali rilevanti, per acquisire informazioni sia sul trattamento di pallinatura ultrasonica (tra cui i parametri che influenzano il processo, le meccaniche del trattamento, etc.), che sulla progettazione del dispositivo (tra cui i componenti del dispositivo, i parametri della progettazione di ogni componente, la gamma disponibile per i parametri di progettazione, etc.). Considerando i requisiti specifici del trattamento di ciascuno dei nostri esemplari in lavorazione, abbiamo poi iniziato con la progettazione del dispositivo, che è avvenuta in due fasi: progettazione della camera di pallinatura (il corpo principale del dispositivo), contenente coperchi, diversi tipi di raccordi, e apparecchiature varie, e le scelte specifiche degli altri componenti del nostro dispositivo di cui è necessario l'acquisto (compresi i pallini, il sonotrode, i cuscinetti, il motore elettrico, e la camera sottovuoto). Le nostre scelte progettuali finali sono motivate, e per ognuna è fornito un confronto con le altre opzioni disponibili. Infine, per meglio rendere la complessità del nostro design, sono stati prodotti dei rendering CAD del nostro dispositivo in ciascuna delle sue modalità di trattamento. Come possibile sviluppo futuro del nostro dispositivo, abbiamo proposto un modello di progettazione per una tecnologia originale chiamata pallinatura ultrasonica calda (pallinatura ultrasonica alle alte temperature per campione di magnesio).