I vantaggi della stampa 3D – vale a dire la produzione additiva (AM) di materiali strutturali – sono stati gravemente compromessi dalle sue deludenti proprietà di fatica. In generale, le scarse proprietà di fatica sembrano essere dovute alla presenza di microvuoti causati dalle attuali procedure del processo di stampa. Pertanto, la nostra domanda è se questa eliminazione dei micropori possa fornire una soluzione praticabile per migliorare significativamente la resistenza alla fatica delle leghe AM non porose (AM netto). Qui, ricostruiamo con successo uno sviluppo approssimativo delle tecniche di elaborazione Net-AM per le leghe di titanio Ti-6Al-4V in microstrutture AM prive di vuoti, comprendendo le non linearità delle transizioni di fase e della crescita dei grani. Abbiamo determinato la resistenza alla fatica di tali microstrutture AM e abbiamo dimostrato che determinano un elevato limite di fatica di circa 1 GPa, superando la resistenza alla fatica di tutte le leghe di titanio AM e lavorate, nonché di altri materiali metallici. Abbiamo confermato l’elevata resistenza alla fatica della microstruttura Net-AM e i potenziali vantaggi della lavorazione AM nella produzione di componenti strutturali con la massima resistenza alla fatica, che favorisce l’ulteriore applicazione della tecnologia AM nel campo dell’ingegneria.
Illustrazione: distribuzione dei micropori e microstruttura nello stato stampato e in altri tre stati. AM stampato (a), AM HIP (b), AM quasi netto (c) e AM netto (d)
