Design rules for selective laser melting

Selective Laser Melting (SLM) is an additive manufacturing (AM) process, that allows production of complex and strong components from a variety of metal materials. Fabricating parts, particularly from metal, requires a number of design rules that need to be followed in order to take full advantage of the process. These rules cannot all be satisfied, thus it is essential to prioritize some rules over others since the rules effect a range of different aspects such as quality, distortion, material usage or costs. The rules are not simple to grasp and it is of great importance for the designer to be familiar with all of the rules and how to manipulate them in order to run the machine properly and make the most of its capabilities. This research will perform an in-depth analysis of the rules, the constraints they follow and the benefits that they provide as opposed to others. The goal of this thesis is to acknowledge the potential that the design rules offer and how to maximize the benefits that they provide when properly applied to different types of geometries. Additionally, a demonstrator was created based on the collected design rules. The demonstrator represents a visualization of the direct implementation of the rules. The model shows most of the commonly used features which affect part’s geometry, in respect with the machine capabilities.

Il Selective Laser Melting (SLM) è un processo che sfrutta la manifattura additiva (AM), ciò consente la produzione di componenti complessi e forti da una varietà di materiali metallici. La fabbricazione di parti, in particolare di metallo, richiede un certo numero di regole di progettazione che devono essere seguite per trarre il massimo vantaggio dal processo. Queste norme non possono essere tutte soddisfatte, quindi è essenziale dare priorità ad alcune rispetto ad alter poiché ciò influenza diversi aspetti come la qualità, la distorsione, il consumo di material o i costi. Le norme sono relativamente complesse e risulta fondamentale per il progettista acquisire familiarità con esse al fine di ottimizzarle ed adattarle contestualmente alla macchina, riuscendo ad ottenenere il meglio dall’esecuzione e produzione finale. Questa ricerca esegue un'analisi approfondita delle norme, dei vincoli che seguono e dei benefici che forniscono rispetto ad alter soluzioni. L'obiettivo di questa tesi è valorizzare il potenziale offerto dalle regole di progettazione e proporre modalità con cui massimizzare i vantaggi che queste tecnologie forniscono in base ai diversi tipi di geometrie da produrre. In aggiunta, è stato creato un prototipo dimostrativo basato sulle regole di progettazione raccolte. Il prototipo evidenzia l'implementazione diretta delle norme nella realtà; inoltre, il modello mostra come le caratteristiche più frequenti influiscano sulla geometria risultante della parte costruita, in relazione alla qualità manifatturiera della macchina utilizzata.