Selective laser melting of AlSi10Mg alloy : definition of ad hoc heat treatments and evaluation of laser weldability

The present thesis work is focused on the study of mechanical and microstructural properties of AlSi10Mg parts produced by Selective Lase Melting (SLM). Ad hoc isothermal thermal treatments are proposed in order to improve the final performances of the SLM built parts. Dedicated isothermal heat treatments are designed on the basis of calorimetric results and their influence on the microstructure and the mechanical response of the alloy was assessed. Ageing and overageing phaenomena are studied and the influence of silicon morphology on mechanical properties is confirmed. Moreover, the influence of production strategies on microstructural transformations is explored and a strong correlation between process parameters, like power, exposure time, building temperature and laser emission mode, and treatment temperatures is assessed. Moreover, the possibility of joining SLM built aluminum parts by laser welding is explored, too. Welding appeared to be negatively affected by porosity issues, which cause a reduction of mechanical properties with respect to the as built alloy.

Il presente lavoro di tesi è focalizzato sullo studio delle proprità meccaniche e microstrutturali delle parti AlSi10Mg prodotte per Selective Lase Melting (SLM). Trattamenti isotermici sono proposti per migliorare la performance finale delle parti prodotte per SLM. Trattamenti isotermici dedicati sono stati designati sulla base di risultati calorimetrici ed è stata valutata la loro influenza sulla microstruttura e sulla risposta meccanica della lega. Fenomeni di invecchiamento e sovrainvecchiamento sono stati studiati confermando l’influenza del silicio sulle proprietà meccaniche. Inoltre, è stata esplorata l’influenza delle strategie di produzione sulle trasformazioni microstrutturali ed è stata riscontrata una forte correlazione con i parametri di processo, come potenza, tempo di esposizione, temperature di costruzione e modalità di emission del laser. Inoltre, è anche stata esplorata la possibilità di unire parti di alluminio costruite per SLM tramite saldatura laser. Le saldature sono apparse negativamente affette da problemi di porosità, che causano una riduzione delle proprietà meccaniche rispetto alla lega così come prodotta.