Proces drukowania 3D EBM używany do przetwarzania stopu stali o dużej odporności na uszkodzenia

Te zwiększone właściwości otworzą wiele dziedzin zastosowań, zgodnie z materiałami naukowymi Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf, który od 2015 roku jest profesorem materiałów metalowych na uniwersytecie. Projekt grupy badawczej Emmy Noether został sfinansowany przez German Research Foundation (DFG).

"Zastosowania w lotnictwie i motoryzacji przemysł, obecne czynniki napędzające rozwój technologiczny druku 3D, znacznie skorzystają - powiedział profesor Niendorf w przetłumaczonym cytacie. "Trójwymiarowy druk metalowy otworzy na tej podstawie nowe obszary." CD3D .

To nie jest pierwsze Stalowe stopy czasowe zostały wykorzystane do druku 3D, ale grupa profesora Niendorfa połączyła proces topienia wiązki elektronów (EBM) z nowym materiałem wyjściowym, aby stworzyć produkty stalowe wyższej jakości. Wraz z innymi naukowcami z TU Bergakademie Freiberg, jego grupa badawcza opracowała zarówno stop, jak i proces, i opublikowała ich wyniki w artykule zatytułowanym "Projektowanie nowych materiałów do produkcji dodatków - mikrostruktura izotropowa i wysoka tolerancja defektów" w dzienniku Raporty naukowe. Oprócz profesora Niendorfa współautorami są J. Günther, F. Brenn, M. Droste, M. Wendler, O. Volkova i H. Biermann.

Streszczenie brzmi: "Topienie wiązki elektronów" (EBM) to technologia wytwarzania dodatku do złoża proszku, umożliwiająca produkcję złożonych części metalowych o ogólnie dobrych właściwościach mechanicznych. Jednak wydajność materiałów wytwarzanych na bazie proszku w postaci proszku zależy od wielu czynników, które są trudne do kontrolowania. Stopy, które zestalają się w sześciennych strukturach krystalicznych, są zwykle poddawane silnej anizotropii z powodu tworzenia kolumnowych ziaren o preferowanej orientacji. Ponadto, wywołane defekty i porowatość wpływają niekorzystnie na statyczne i cykliczne właściwości mechaniczne. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki dotyczące przetwarzania metastabilnej austenitycznej stali CrMnNi przez EBM. Ze względu na wielokrotne przemiany fazowe indukowane przez wewnętrzną obróbkę cieplną w warstwie EBM, materiał rozwija drobnoziarnistą mikrostrukturę prawie bez korzystnej orientacji ziarna krystalograficznego. Przemiana fazowa indukowana przez deformację daje wysoką tolerancję na uszkodzenia, a zatem doskonałe właściwości mechaniczne mniej czułe na niejednorodności wywołane przez proces. Zastosowano różne strategie skanowania w celu oszacowania szerokościodpowiednie okno procesu pod względem ewolucji mikrostruktury, porowatości i zmiany składu chemicznego. "

Zgodnie z tekstem:" W niniejszym badaniu wykazano, że obrabiana EBM stal CrMnNi wykazuje doskonałe właściwości rozciągające nawet przy dużych występują defekty wywołane procesem. Ponadto ujawniono, że stop przechodzi przemianę fazową, odpowiednio, w procesie nieodłącznego chłodzenia i grzania. Daje to ostatecznie drobnoziarnistą mikrostrukturę bez wyraźnej tekstury. "

Próbki były drukowane w 3D na Arcam A2X, a proces EBM, w połączeniu z nowym materiałem zespołu, działa dobrze w przypadku małych, złożonych komponentów . Choć wiemy, że stopy tytanu są popularne na światowym rynku druku 3D metali, stalowe elementy, które drukarze 3D drukowali, nie wymagają przeróbek, co sprawia, że ​​są tańsze w produkcji.

Prof. Niendorf, którego Główny obszar centrów badawczych wokół poszukiwań nowych procesów i materiałów dobrze nadających się do druku 3D, uważa, że ​​według uniwersytetu istnieje "ogromny potencjał niemieckiej gospodarki w zakresie druku 3D metali."

"Niemieccy producenci są liderami w produkcji proszków metali i budowy urządzeń do laserowego topienia 3D" - powiedział profesor Niendorf.