In questo studio si sono confrontati diversi tipi di pretrattamento su campioni prodotti mediante additive manufacturing, per il miglioramento dell'adesione di rivestimenti termospruzzati. I campioni sono stati realizzati con acciaio 316L mediante SLM (Selective Laser Melting) in due differenti geometrie, cilindri e piastrine, e su tre differenti orientazioni di crescita del pezzo (verticale, orizzontale e inclinata). Si sono quindi confrontati tre tecnologie di pre-trattamento superficiale: sabbiatura, decapaggio e finitura con macchina utensile. I risultati sono stati paragonati alla condizione as built.

Per quanto le analisi SEM abbiano evidenziato delle differenze all’interfaccia substrato/rivestimento, riconducibili ai pretrattamenti, le misure di spessore dei rivestimenti, i test di adesione, i test di impatto ciclico e le prove di corrosione hanno mostrato risultati omogenei tra campioni pretrattati in modo differente e  con diversa orientazione di crescita del pezzo.

Referenti
Carolina Gelsomini
Area di specializzazione
Meccatronica e Materiali
Keyword
rivestimenti termospruzzati
additive manufacturing
finitura superficiale
WC-CoCr
Building platform e campioni dopo trattamento termico
Descrizione prodotto

Lo studio si rivolge a chi desideri applicare rivestimenti termospruzzati su substrati in additive manufacturing, caratterizzati da una rugosità superficiale particolarmente elevata e dalla presenza di ossidi.

Lo studio ha voluto mettere in luce l'effetto di una migliorata rugosità superficiale, ottenuta mediante tecnologie tradizionali di finitura, sull'adesione di rivestimenti quali il WC-CoCr.

Aspetti innovativi

Lo studio risulta innovativo in quanto l'applicazione diretta di questo tipo di rivestimenti su un manufatto additive manufacturing è stata poco studiata finora.

Applicazioni

Il rivestimento HVOF in WC-CoCr è utilizzato come alternativa alla cromatura galvanica per applicazioni in ambienti particolarmente severi dal punto di vista della corrosione e dell'usura. La stampa 3D metallica inoltre permette di ottenere componenti particolarmente complessi dal punto di vista geometrico. La combinazione di tali rivestimenti con la tecnologia additiva risulta interessante in applicazioni industriali critiche.

Riporto in WC-CoCr su substrato in AISI 316L ottenuto mediante SLM
Esempio di applicazione

Lo studio, sebbene non finalizzato ad una specifica applicazione, si presta ad essere di aiuto nella progettazione di componenti ad alta usura che necessitino al contempo di una geometria complessa e/o alleggerimenti (consentiti dalla tecnologia AM).

Descrizione applicazione e risultati

I pretrattamenti sono stati eseguiti su acciaio 316L mediante SLM (Selective Laser Melting) in due differenti geometrie, cilindri e piastrine, e su tre differenti orientazioni di crescita del pezzo (verticale, orizzontale e inclinata). Le analisi preliminari hanno confermato infatti che superfici stampate lungo diverse orientazioni presentano profili superficiali molto differenti tra loro, con valori di  rugosità che variano dai 7-10 μm (building direction) a 26 e 30 μm (downskin). In tutti i casi, gli splat del rivestimento termospruzzato seguono il complesso profilo superficiale dei substrati additive (trattati e non), anche sui campioni “inclinati”, dove la rugosità è massima per la presenza di ampie particelle di polvere infusa. Le prove di impatto ciclico hanno rivelato danneggiamenti di tipo esclusivamente coesivo nei rivestimenti, mentre le interfacce con i substrati sono rimaste intatte. Non è stata, infatti, trovata delaminazione all’interfaccia tra substrato e rivestimento in nessuno dei campioni analizzati. Non vi è distinzione in base al pretrattamento subito dai campioni.

Partner coinvolti

UNIMORE

Tempi di realizzazione
1 mese
Livello di maturità tecnologica
TRL 4 - tecnologia validata in laboratorio
Valorizzazione applicazione

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