l Selective Laser Melting è una delle tecnologie di Additive Manufacturing che sta avendo maggiore sviluppo negli ultimi anni grazie alla sua capacità di fabbricare componenti metallici caratterizzati da forme qualsivoglia complesse, proprietà meccaniche comparabili con quelle ottenibili con tecnologie tradizionali e una porosità quasi nulla (si parla di una densità del 99,99%). Numerosi sono i campi di applicazione che vanno dall'automotive all'aerospace al biomedicale. Nonostante i numerosi vantaggi, l'utilizzo nell'industria di tale tecnologia è tutt'oggi limitato dalla qualità superficiale ottenibile che tipicamente non soddisfa i requisiti di progetto per componenti funzionali redendo necessaria la pianificazione di costose operazioni di post processing. Tali lavorazioni richiedono l'impiego di altre tecnologie, generalmente di tipo tradizionale, che incrementano le risorse complessive, allungano notevolmente i tempi di produzione e riducono i vantaggi di versatilità e velocità intrinsechi nella fabbricazione additiva.
L'attuale limitazione risiede non solo nella scarsa finitura superficiale ma anche nella sua disomogeneità molto dipendente dalla geometria e da come essa si posiziona nella camera di lavorazione. Lo scopo del presente progetto è quello di fornire una innovativa metodologia caratterizzata da tre ambiti: uno operativo, caratterizzato dalla determinazione di nuovi parametri di processo in grado di migliorare in modo determinante la finitura ottenibile direttamente in macchina; uno tattico in cui la metodologia viene impiegata per rendere il risultato finale indipendente dalla geometria del componente dando piena libertà operativa al progettista; infine uno strategico poiché le conoscenze modellistiche cui si ambisce in questo progetto permetteranno di dotare ciascun oggetto prodotto di zone con rugosità programmata in modo da rispondere in un'unica fabbricazione additiva a tutti i requisiti richiesti in sede di progettazione.
La ricerca proposta in questo progetto è caratterizzata da diversi aspetti di innovatività. Il primo aspetto riguarda la determinazione di parametri di processo in grado di ridurre sensibilmente la rugosità superficiale ottenibile in SLM. Nonostante in letteratura esistano parziali lavori atti a tale scopo si tratta di raggiungimenti solo su superfici orizzontali o verticali quando l'impiego di tali metodi e delle relative tecnologie deve necessariamente trovare applicazione su geometrie complesse vale a dire caratterizzate da inclinazioni, curvature molto ardite. Differentemente non è presente nessun lavoro scientifico e tecnico relativo alla modellazione di tali set di parametri allo scopo di ottenere un'indipendenza dall'orientazione del pezzo: ciò vale a dire che lo scopo di ottenere un manufatto a rugosità costante non è stato finora raggiunto. Ciò costituisce un avanzamento delle conoscenze considerevole poiché apre la strada a scenari in cui il progettista di componenti complesse non dovrà più cautelarsi degli effetti di un'orientazione in tavola di fabbricazione sulla finitura superficiale finale. Si tratta dunque di una ricetta per così dire particolarmente ambita in ambito industriale poiché rende svincolato il progetto del componente spesso esternalizzato rispetto alla sua fabbricazione. La potenzialità a questo avanzamento è supportata dalla volontà dei componenti di pianificare un auditing in diverse industrie quale rete di comunicazione non solo per scambiare risultati ma anche per promuovere verifiche sperimentali del metodo. L'uso di realtà industriali e l'applicazione a diversi sistemi di fabbricazione consentirà di definire la robustezza del metodo e la sua trasferibilità.
Ulteriori connotati di innovatività risiedono nel metodo di investigazione impiegato. Dal punto di vista strategico il progetto prevede il coinvolgimento di numerose tipologie di caratterizzazione che vedono l'interazione con diversi gruppi di ricerca e l'uso di numerose attrezzature. Dal punto di vista operativo è previsto nel progetto di ricerca lo sviluppo di nuove metodologie di misura profilometrica atte ad evidenziare difettosità superficiali insite nel processo di SLM che però odiernamente non sono ancora determinare scientificamente. Si punterà a combinare le conoscenze del gruppo in merito ai sistemi di filtraggio dei dati di profili di rugosità con le capacità di modellare la microgeometria di una superficie.
In ultimo ma non per importanza è lo sviluppo di una nuova tecnologia che in questo progetto è stata battezzata FGS ovvero superficie con funzionalità graduata. Si tratta di un punto di arrivo molto importante poiché richiede l'impiego dei modelli tecnologici previsti dal progetto in modo localizzato: ciò sarà reso possibile attraverso strumenti di progettazione sviluppati in modo da fornire un modello tridimensionale con zone superficiali cui si associano rugosità desiderate. Un sistema esperto provvederà all'assegnazione dei parametri di processo locali ottenendo un codice macchina misto per uno stesso oggetto da fabbricare. Si tratta di una innovazione considerevole poiché il risultato ultimo di questo progetto consentirebbe di comunicare direttamente in sede di progetto le esigenze che verranno tradotte in modalità fabbricative in automatico dal sistema così concepito.