Mechanical performances of a selective laser melted Ti6Al4V aerospace component

The aim of this work is to perform a post processing on a topology optimized component of an aeronautical support that should be produced through an Additive Manufacturing technology, in particular through Scanning Laser Melting (SLM), on the powder of a titanium alloy. The thesis work consist in a first part where fatigue experimental test were performed in order to asses the fatigue strength of the material produced through SLM, followed by numerical simulations on the model in order to verify the satisfaction of the requirements on resistance respect to the expected static loads and respect to the expected dynamic loading cycles that the final component should carry out. A shape optimization is then performed on the Finite Element model in order to increase the fatigue resistance of the component. It has been, finally, developed a Finite Element model capable to predict the residual stresses of thermal nature that arise during the SLM additive manufacturing process on the material that will compose the final component.

Lo scopo di questo lavoro è quello di eseguire il post processing su un componente di un supporto aeronautico ottimizzato topoligicamente al fine di essere prodotto tramite Scanning Laser Melting (SLM), un tipo di tecnologia facente parte della famiglia della stempa 3D. Il componente finale sarè stampato utilizzando una polvere metallica composta da una lega di titanio. Il lavoro di tesi consiste in una prima parte dove sono stati eseguiti test sperimentali ruguardo alla resistenza a fatica del materiale prodotto con la tecnologia SLM ed in una seconda parte dove sono state effettuate simulazioni numeriche al fine di verificare il soddisfacimento delle richieste riguardo alla resistenza rispetto ai carichi statici aspettati e alla resistenza a fatica data dai carichi ciclici a cui il componente sarà sottoposto. In seguito, è stata eseguita un’ottimizzazione sulla forma del componente al fine di massimizzare la resistenza a fatica di quest’ultimo. Infine è stato creato un modello capace di predirre gli stress residui di natura termica che caratterizzano il materiale prodotto tramite la tecnologia SLM.