Selective laser melting (SLM) is the definition used for additive manufacturing technology, based on the data derived from a 3D CAD file that constructs the requested part by complete melting (laser source) and subsequent solidification of metal powder bed layers. SLM is a good candidate for production of complex geometry structures due to its high architectural accuracy and outstanding performance. Especially for the aerospace industry, it offers extraordinary possibilities for generating complicated structures that simplify the design and for reducing the assembly and connection of aerospace parts due to its flexibility. Additionally, it contributes to final part quality and properties such as reduction of weight for aircraft parts. Nowadays, the quality of the final part and reproducibility represent a challenge and a topic of research. For this reason, the main aim of this thesis work is to research the influence of orientation and building platform position of A357 aluminum specimens which on density and roughness. The A357 aluminum alloy samples were produced by Renishaw AM 250 Selective laser melting machine. A previously optimized set of process parameters was used to produce the specimens. The ANOVA analysis in Minitab were adopted to design experimental plan after density and roughness measurement were performed. Analysis in Minitab indicates that both process parameters are significant for density. However, only the orientation of the specimen is significant for roughness. The thesis is part of the European Project AMATHO (A.dditive MA.nufacturing T.iltrotor HO.using), which is aimed to design, manufacture and assess a novel tiltrotor drive system housing.

Selective laser melting (SLM) è la definizione utilizzata per la tecnologia di produzione additiva, basata sui dati derivati ​​da un file CAD 3D che costruisce la parte richiesta mediante fusione completa (sorgente laser) e successiva solidificazione degli strati del letto di polvere metallica. SLM è un buon candidato per la produzione di strutture geometriche complesse grazie alla sua elevata precisione architettonica e prestazioni eccezionali. Soprattutto per l'industria aerospaziale, offre straordinarie possibilità di generare strutture complicate che semplificano la progettazione e riducono l'assemblaggio e il collegamento delle parti aerospaziali grazie alla sua flessibilità. Inoltre, contribuisce alla qualità delle parti finali e alle proprietà come la riduzione del peso delle parti degli aeromobili. Oggi la qualità della parte finale e la riproducibilità rappresentano una sfida e un argomento di ricerca. Per questo motivo, l'obiettivo principale di questo lavoro di tesi è la ricerca dell'influenza dell'orientamento e della costruzione della posizione della piattaforma di campioni di alluminio A357 che sulla densità e rugosità. I campioni di lega di alluminio A357 sono stati prodotti dalla macchina di fusione laser selettiva Renishaw AM 250. Un set di parametri di processo precedentemente ottimizzato è stato utilizzato per produrre i campioni. L'analisi ANOVA in Minitab è stata adottata per progettare un piano sperimentale dopo l'esecuzione della misurazione della densità e della rugosità. L'analisi in Minitab indica che entrambi i parametri di processo sono significativi per la densità. Tuttavia, solo l'orientamento del campione è significativo per la rugosità. La tesi fa parte del progetto europeo AMATHO (A.dditive MA.nufacturing T.iltrotor HO.using), che ha lo scopo di progettare, produrre e valutare un nuovo alloggiamento del sistema di azionamento del tiltrotor.

Influence of orientation and platform position on density and surface roughness of A357 specimens in SLM process

OZSABAN, ANIL;
2018/2019

Abstract

Selective laser melting (SLM) is the definition used for additive manufacturing technology, based on the data derived from a 3D CAD file that constructs the requested part by complete melting (laser source) and subsequent solidification of metal powder bed layers. SLM is a good candidate for production of complex geometry structures due to its high architectural accuracy and outstanding performance. Especially for the aerospace industry, it offers extraordinary possibilities for generating complicated structures that simplify the design and for reducing the assembly and connection of aerospace parts due to its flexibility. Additionally, it contributes to final part quality and properties such as reduction of weight for aircraft parts. Nowadays, the quality of the final part and reproducibility represent a challenge and a topic of research. For this reason, the main aim of this thesis work is to research the influence of orientation and building platform position of A357 aluminum specimens which on density and roughness. The A357 aluminum alloy samples were produced by Renishaw AM 250 Selective laser melting machine. A previously optimized set of process parameters was used to produce the specimens. The ANOVA analysis in Minitab were adopted to design experimental plan after density and roughness measurement were performed. Analysis in Minitab indicates that both process parameters are significant for density. However, only the orientation of the specimen is significant for roughness. The thesis is part of the European Project AMATHO (A.dditive MA.nufacturing T.iltrotor HO.using), which is aimed to design, manufacture and assess a novel tiltrotor drive system housing.
CACACE, STEFANIA
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
3-ott-2019
2018/2019
Selective laser melting (SLM) è la definizione utilizzata per la tecnologia di produzione additiva, basata sui dati derivati ​​da un file CAD 3D che costruisce la parte richiesta mediante fusione completa (sorgente laser) e successiva solidificazione degli strati del letto di polvere metallica. SLM è un buon candidato per la produzione di strutture geometriche complesse grazie alla sua elevata precisione architettonica e prestazioni eccezionali. Soprattutto per l'industria aerospaziale, offre straordinarie possibilità di generare strutture complicate che semplificano la progettazione e riducono l'assemblaggio e il collegamento delle parti aerospaziali grazie alla sua flessibilità. Inoltre, contribuisce alla qualità delle parti finali e alle proprietà come la riduzione del peso delle parti degli aeromobili. Oggi la qualità della parte finale e la riproducibilità rappresentano una sfida e un argomento di ricerca. Per questo motivo, l'obiettivo principale di questo lavoro di tesi è la ricerca dell'influenza dell'orientamento e della costruzione della posizione della piattaforma di campioni di alluminio A357 che sulla densità e rugosità. I campioni di lega di alluminio A357 sono stati prodotti dalla macchina di fusione laser selettiva Renishaw AM 250. Un set di parametri di processo precedentemente ottimizzato è stato utilizzato per produrre i campioni. L'analisi ANOVA in Minitab è stata adottata per progettare un piano sperimentale dopo l'esecuzione della misurazione della densità e della rugosità. L'analisi in Minitab indica che entrambi i parametri di processo sono significativi per la densità. Tuttavia, solo l'orientamento del campione è significativo per la rugosità. La tesi fa parte del progetto europeo AMATHO (A.dditive MA.nufacturing T.iltrotor HO.using), che ha lo scopo di progettare, produrre e valutare un nuovo alloggiamento del sistema di azionamento del tiltrotor.
Tesi di laurea Magistrale
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Descrizione: Tesina-Influence of orientation and platform position on density and surface roughness of A357 specimens in SLM process
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