Influence of the atomization mediums on the properties of Ti-6Al-4V parts produced with selective laser melting

Rapid increase in usage of Additive manufacturing in industry is observed in the last decade. Selective Laser Melting is a fundamental additive manufacturing technique that creates complex parts by selectively melting metal powder layer-by-layer. In SLM, the powder quality and process parameters determine the quality of the fabricated component. Despite high presence of SLM in industry, not many studies encompass comparison of different powders and laser process parameters, which if chosen correctly, can increase productivity and decrease operating expenditures. In this thesis, comparative study of the characteristics of gas and plasma atomized Ti–6Al–4V powders is present, together with comparison of samples produced by varied process parameters in Laboratory of Politecnico di Milano University. Relative density, surface roughness, chemical composition and microstructure were studied and statistically analysed providing much needed conclusions on the effect of atomization medium on final part properties.

Nell'ultimo decennio si osserva una rapida diffusione nell'utilizzo della produzione additiva in vari settori industriali. La fusione laser selettiva (Selective Laser Melting) è una tecnica di produzione additiva che crea parti complesse fondendo selettivamente polvere di metallo strato per strato. In questa tecnologia, la qualità della polvere e i parametri di processo determinano la qualità del componente fabbricato. Nonostante la buona diffusione di questa tecnologia in ambito industriale, non molti studi comprendono il confronto di diverse polveri e parametri di processo laser, che se scelti correttamente possono aumentare la produttività e ridurre le spese operative. In questa tesi, è presente lo studio comparativo delle caratteristiche delle polveri Ti - 6Al - 4V atomizzate a gas e plasma, insieme al confronto di campioni prodotti con vari parametri di processo nel Laboratorio del Politecnico di Milano utilizzando un sistema di fusione selettiva industriale. Densità relativa, rugosità superficiale, composizione chimica e microstruttura sono state studiate e analizzate statisticamente fornendo le conclusioni necessarie sull'effetto del mezzo di atomizzazione sulle proprietà della parte finale.