Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una lega NiTiCu a memoria di forma

Abstract

Le microlavorazioni mediante laser di potenza di leghe a memoria di forma (SMA) a base NiTi rappresentano
una classe di lavorazioni tra le più interessanti ed efficaci per applicazioni industriali in vari campi, come quello
del biomedicale, della sensoristica e dell’attuazione. A causa della sua natura termica, diventa di fondamentale
importanza valutare l’effetto del fascio laser sulle proprietà sia microstrutturali che funzionali di tali materiali per
consentire una maggiore comprensione delle prestazioni del dispositivo finale.
In questo lavoro è stata affrontato lo studio del processo di micro taglio, effettuato mediante una sorgente laser
in fibra attiva con impulsi nell’ordine dei nanosecondi, di lamine sottili della lega ternaria a memoria di forma di
composizione Ni40Ti50Cu10 (at. %). I solchi di taglio, realizzati al variare della velocità di processo, sono stati
caratterizzati dal punto di vista morfologico mediante osservazione con microscopio elettronico a scansione.
Sono state effettuate sia misure di composizione chimica che nanoindentazioni in prossimità dei solchi di taglio
per la stima della zona inerente al materiale danneggiato termicamente, inteso come materiale fuso e zona
termicamente alterata. Infine, le proprietà tipiche dei materiali a memoria di forma sono state valutate attraverso
misure sia di tipo calorimetrico che termo meccanico; è stato quindi mostrato come il processo laser possa
indurre delle alterazioni termiche, anche se ridotte, che influenzano il comportamento della lega SMA investigata.