Applicazione di metodologie DOE alla produzione additiva di componenti aerospaziali

La tesi analizza le fasi iniziali della progettazione basata sulla produzione additiva di componenti per il settore aerospaziale, con focus sull’ottimizzazione dei processi produttivi tramite esperimenti su parametri di macchina. Il settore aerospaziale, caratterizzato da elevati standard normativi di qualità, sicurezza e tracciabilità, richiede materiali performanti e procedure certificate. Lo studio si concentra sull’utilizzo della lega di alluminio AlSi10Mg prodotta mediante tecnologia Direct Metal Laser Sintering (DMLS), apprezzata per le sue proprietà meccaniche e termiche ideali per applicazioni aerospaziali. Vengono approfondite le normative di riferimento, con particolare attenzione agli standard emanati dall’EASA (European Union Aviation Safety Agency), che regolano la progettazione, certificazione e qualificazione dei componenti prodotti con manifattura additiva. Si descrivono i materiali impiegati, con focus sul polimero ULTEM™ 9085 e sulla lega AlSi10Mg, rappresentativi rispettivamente delle tecnologie di Filament Fusion Fabrication e DMLS. L’importanza del controllo dei parametri di processo per ridurre difetti come porosità, rugosità e anisotropia meccanica viene evidenziata come cruciale per garantire la sicurezza strutturale. La tesi include inoltre la descrizione dei provini per prove meccaniche, analisi microstrutturali e test di conformità secondo le normative ASTM per materiali metallici e polimerici. La parte sperimentale utilizza la metodologia Design of Experiment (DoE) per ottimizzare parametri chiave quali potenza, velocità di scansione e diametro del fuoco, valutandone l’impatto sulla qualità dei componenti DMLS. La tesi integra aspetti progettuali, normativi e sperimentali per definire una procedura sicura, controllata e certificabile di produzione additiva in ambito aerospaziale, sostenendo l’innovazione tecnologica, la riduzione degli scarti per il ridimensionamento dell'impatto ambientale e la competitività industriale.