Colaboração com a TWI no Programa Core Research em fusão seletiva a laser

Em colaboração com a HBM Prenscia, foi criado um novo Programa de Investigação Principal (CRP) dos Membros da TWI. O TWI CRP visa fornecer uma avaliação abrangente da melhoria do desempenho da fadiga através da eliminação da porosidade em material manufaturado aditivamente (AM) por fusão seletiva a laser (SLM).

Necessidade industrial

Com a sua maior liberdade de design para componentes de formas complexas e a sua maior relação de compra para voo com o mínimo de desperdício de material em comparação com o fabrico convencional, o SLM de ligas metálicas é de interesse significativo para uma série de aplicações industriais. No entanto, há uma falta de dados de projeto de propriedades mecânicas para materiais AM para dar aos projetistas confiança no projeto e uso de peças SLM. Atualmente, as empresas utilizam a qualificação de peça única, resultando em 'design allowables' muito conservadores e custos elevados associados à qualificação de peça única. Da mesma forma, a qualidade dos componentes é sensível a uma série de factores, incluindo tanto a configuração do sistema SLM como os parâmetros de processamento relacionados com sistemas específicos de ligas. Estes parâmetros afetam significativamente as populações de defeitos resultantes nas microestruturas do material processado as-SLM, que determinam as propriedades mecânicas subseqüentes conforme construído. Em particular, o desempenho em fadiga, que é ditado pelo tamanho, morfologia e fração volumétrica dos defeitos presentes. Embora as propriedades de tração sejam normalmente examinadas, há muito menos dados disponíveis sobre o desempenho em fadiga e, quando disponíveis, é frequentemente limitado a um pequeno número de amostras de teste por condição em fadiga de baixo ciclo.

Conceito

Este projeto difere de um CRP TWI convencional porque a dimensão e o âmbito do programa serão consideravelmente alargados para alavancar recursos adicionais, fornecidos em espécie pela HBM Prenscia. Juntamente com o conhecimento especializado em processamento de SLM da TWI, o Advanced Materials Characterization & Test Facility (AMCT) irá gerar dados de desempenho de fadiga estatisticamente significativos em uma seleção de materiais industrialmente relevantes (Ti6Al4V, In718, ALSi10mg). Adicionalmente, este projeto visa quantificar os efeitos das variações de pós-processamento (HIP vs. não-HIP) na produção de matéria-prima, fornecimento de pó, manuseio e reciclagem de pós em SLM. Assim, permitindo que os Membros TWI tomem decisões baseadas em evidências no projeto, modelização e desenvolvimento de novas aplicações para componentes SLM e adicionem novos dados de materiais de fadiga de vida de estirpe para o NCode Premium Materials Database.

Principais resultados da TWI CRP

Uma metodologia comprovada para a derivação de parâmetros otimizados do processo SLM com dados definitivos de desempenho em fadiga para demonstrar e apoiar isso.

Conjuntos de dados estatisticamente significativos que comparam o desempenho em fadiga de uma gama de materiais (Ti6Al4V, In718, AlSi10mg) produzidos por processamento SLM otimizado.

Um conjunto de orientações que abordam o fornecimento, manuseio e reciclagem de pó de SLM, e como estes podem ser implementados.

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