Naukowcy przyglądają się zmęczeniowej odpowiedzi DMLS 3D drukowanej Maraging Steel

Stal maraging jest odpowiednia dla metod druku 3D metodą spieków w proszku, (znana również jako bezpośrednie spiekanie laserowe metali, DMLS, laser cusing i Selective Laser Melting, SLM), która jest jedną z najczęściej stosowanych technik druku 3D metalu . Jednak nie przeprowadzono zbyt wielu badań, które dokładnie przyjrzałyby się reakcji zmęczeniowej materiału, dlatego grupa badaczy z Uniwersytetu w Bolonii, wtrysk samochodowy i firma Plamingo Ltd. oraz Uniwersytet Kragujevac w Serbii Niedawno opublikowaliśmy artykuł zatytułowany "Eksperymentalne badanie wrażliwości wytwo- rzonej przez DMLS wytrzymałości zmęczeniowej stali na orientację konstrukcyjną i dodatek do obróbki" na ten temat.

Streszczenie brzmi: "Ta praca wywodzi motywacje ze względu na rosnące zainteresowanie produkcją dodatków i brak badań, głównie w dziedzinie zmęczenia. Oceniono wpływ orientacji na konstrukcję i tolerancji na obróbkę mechaniczną na wyprodukowanym DMLS Maraging Steel MS1. Wyniki eksperymentalne, prawidłowo skonfigurowane za pomocą narzędzi Design of Experiment, zostały statystycznie przetworzone i porównane. Rezultaty były następujące: prawdopodobnie ze względu na efekt obróbki cieplnej, obróbki skrawaniem i właściwości materiału, wyżej wymienione czynniki nie mają znaczącego wpływu na reakcję zmęczeniową. Umożliwiło to opracowanie globalnej krzywej, która uwzględnia wszystkie wyniki, składające się z dużej ilości punktów danych. Można to uznać za jeden z najbardziej generowalnych i niezawodnych modeli zmęczenia dostępnych obecnie w literaturze. Powierzchnie szczelinowe zostały również dokładnie zbadane, zindywidualizowane punkty inicjacji zwykle znajdują się w porowatości pod powierzchnią. Wykonano również mikrografie wzdłuż kierunku układania i płaszczyzny konstrukcyjnej. "

" Badanie zmęczeniowe przeprowadzono przy obrotowym zginaniu, zgodnie z normą ISO 1143. Geometria próbki została wybrana odpowiednio w odniesieniu do gładkiej cylindrycznej kształt z jednolitym przekrojem na gage. Próbki zostały wyprodukowane przy średnicy 6 mm przy średnicy i 10 mm średnicy przy głowicach jako dobry kompromis, aby obniżyć koszty produkcji, zapewniając jednocześnie zgodność ze Standardem ", napisali naukowcy.

Eksperyment wziął oba dodatki i buduj orientację pod uwagę. Pierwszy czynnik odnosi się do tego, ile przydziału uwzględnia się podczas obróbki przy każdym wskaźniku próbki, i rozważono pięć poziomów - 0,5, 1, 2, 3 i 4 mm. Co się tyczyuwzględniono orientację konstrukcyjną, poziomą, pionową i pochyłą (pochyloną pod kątem 45 °), przy czym, jak stwierdzili naukowcy, "odniesienie do nachylenia głównej osi bezwładności próbki w stosunku do poziomej płyty podstawowej podczas procesu osadzania z pionem kierunek układania. "

Naukowcy napisali:" Testowanie zmęczeniowe miało na celu wyznaczenie krzywych SN i limitów zmęczenia (FL). "

Wyniki testów były statystycznie przetworzone, aby sprawdzić, czy różnice w krzywych były znaczące w stosunku do obserwowanego rozpraszania, które miało wpływ na dane doświadczalne. Naukowcy przeprowadzili również analizy fraktograficzne, które wykazały, że pęknięcia zwykle zaczynają się od porowatości podpowierzchniowej z "wymiarami i odległością od krawędzi odpowiednio 50μm i 80μm."

"Sześć zestawów próbek zostało przetestowanych w kampanii, badając w ten sposób wpływ orientacji na budowę i dodatku, zgodnie z obszernym planem eksperymentalnym ", podsumowują naukowcy. "Wyniki, przetworzone statycznie, wskazują, że dwa wspomniane czynniki nie mają żadnego wpływu na reakcję zmęczeniową, obejmującą zarówno zachowanie w skończonej dziedzinie życia, jak i na nieskończone życie. W szczególności uśredniona granica zmęczenia, obejmująca wszystkie wykonane badania, wynosi 581 MPa, co odpowiada 38% wytrzymałości na rozciąganie. Ta całkowicie izotropowa reakcja wynika z korzystnego wpływu starzenia i obróbki skrawaniem na wyższą grubość warstwy (w odniesieniu na przykład do stali nierdzewnych) i właściwości materiału, zwłaszcza nie wysokiego współczynnika rozszerzalności cieplnej, co prowadzi do pole naprężeń szczątkowych wynikające z procesu układania. "