Pseudoelastic effect optimisation of SMA by 3D printing

Nitinol, with its exceptional functional characteristics such as pseudoelasticity and shape memory effect, stands as one of the most widely used Shape Memory Alloys (SMA). The challenges associated with processing this alloy are overcome using Additive Manufacturing technology, particularly through Selective Laser Melting (SLM). This study aims to optimize the pseudoelasticity property of the material, which strain recovery capabilities also exhibits damping properties, making it well-suited for damping applications. After printing the samples using various sets of production parameters, they are analyzed and evaluated for internal defects. This study aims to establish a potential correlation between the mechanical properties of the samples and the types of defects encountered, as well as to identify any critical defects arising from the production process. Furthermore, after the samples undergo thermal treatment and the transformation temperatures are identified through DSC analysis, they will be mechanically tested using compression tests at various levels of deformation. Finally, based on the analysis of the results related to deformation recovery and loss factor, the optimal parameter set has been identified.

Il Nitinol, grazie alle sue eccezionali caratteristiche funzionali come la pseudoelasticità e l'effetto memoria di forma, rappresenta una delle leghe SMA più diffuse. Le sfide associate alla lavorazione di questa lega vengono superate grazie all'utilizzo della tecnologia di formazione additiva, in particolare attraverso la fusione laser selettiva (SLM). Questa ricerca si concentra sull'ottimizzazione della caratteristica di pseudoelasticità del materiale, la cui capacità di recupero della forma presenta anche proprietà smorzanti che lo rendono ideale per applicazioni di smorzamento. Dopo aver stampato i campioni utilizzando diversi set di parametri di produzione, essi vengono analizzati e valutati per difetti interni. Questo studio mira a stabilire una possibile correlazione tra le proprietà meccaniche dei campioni e i tipi di difetti riscontrati, nonché a identificare eventuali difetti critici derivanti dal processo di produzione. Inoltre, dopo che i campioni sono stati sottoposti a trattamento termico e dopo aver identificato le temperature di trasformazione tramite l'analisi DSC, verranno testati meccanicamente mediante prove di compressione a vari livelli di deformazione. Infine, basandosi sull'analisi dei risultati relativi al recupero della deformazione e al fattore di perdita, è stato identificato il set di parametri ottimale.