Design and development of a high strength aluminum alloy for selective laser melting

In the recent years, Additive Manufacturing has been studied and evolved, and it is now one of the most advanced manufacturing techniques that guarantees the production of ready to be used complex-shaped parts in few hours. The exponential evolution of the last years is confirmed by the great efforts in research to optimize the different processes existing nowadays. The present work focuses on the Selective Laser Melting, a Powder Bed Fusion process. Even if the evolution of this technology is rapidly expanding, only few processable materials are available on the market. Most of the conventional metallic alloys, indeed, cannot be processed with this peculiar technology. This work is aimed at designing and developing a novel high strength Al alloy based on a 7068 Al alloy grade. A modification of the chemical composition with the addition of Si has been tested and the process and the heat treatments have been optimized. The novel alloy showed good processability and mechanical properties, higher than the those of AlSi10Mg, the conventional Al alloy today widely employed for Selective Laser Melting.

Negli ultimi anni la tecnologia Additive Manufacturing è stata studiata e sviluppata e al giorno d’oggi è una delle tecniche più avanzate di manifattura che consente la produzione di componenti di forma complessa in poche ore. L’evoluzione esponenziale degli ultimi anni è confermata dalla grande ricerca che viene condotta per l’ottimizzazione dei diversi processi esistenti. Il lavoro è focalizzato sul Selective Laser Melting, una tecnica di additive manufacturing a letto di polvere. Nonostante lo sviluppo di questa tecnologia stia rapidamente crescendo, solo alcuni materiali sono processabili e disponibili sul mercato. La maggior parte delle leghe metalliche convenzionali infatti, non possono essere processate con questa tecnica. Il lavoro ha come obbiettivo quello di sviluppare una nuova lega di Al con alte prestazioni meccaniche basata sulla Al7068. È stata fatta una modifica della composizione chimica con l’aggiunta di Si. Il processo e i trattamenti termici sono stati ottimizzati. La lega sviluppata presenta una buona capacità di essere processata con Selective Laser Melting e proprietà meccaniche più elevate di quelle dell’AlSi10Mg, la lega di Al al giorno d’oggi più utilizzata per i processi additivi.