Projektinitiativ inom: Additiv tillverkning och pulvermetallurgi
Projektinitiativpresentationer från programkonferensen Metalliska material 2017. Använd pilarna för att bläddra i spellistan
Projektinitiativ #18: Kombinera AM teknik med den s.k. SCANPAC tekniken
Additiv Manufacturing (AM) ger stora möjligheter att tillverka komplicerade detaljer från säg 50 gram och uppåt. En nackdel som sannolikt kommer att begränsa användningsområdet är att uppbyggnaden av strukturerna går relativt långsamt jämför med andra metoder, vilket begränsar många applikationer. Det är i dag också allmänt vedertaget att man måste, för att uppnå optimala egenskaper, utföra en slutlig konsolidering, t.ex. med kapselfri HIP. SCANPAC-tekniken, som är en högproduktiv process baserad på gasatomiserade pulver, går ut på att framställa detaljer från ca. 50 gram och uppåt, skulle vara ett komplement till AM-tekniken genom att baskroppen byggs upp med SCANPAC-tekniken och de delar av produkten som idag inte kan utvecklas på den färdiga detaljen utan måste framställas efteråt genom t.ex. svarvning eller andra metoder "läggs på" med AM-tekniken.
Projektinitiativ #25: Tailored mechanical performance for AM components
Metal additive manufacturing (AM) is an attractive method to fabricate complex shaped structural components. The aim of this proposal is to provide a tool for design engineers to tailor mechanical performance of AM components to meet the specified industrial needs especially at elevated temperatures. The mechanical properties of metallic components are largely governed by the microstructure characteristics. However in AM, the relationships between the mechanical properties, the microstructure and the manufacturing process (including post processes such as heat treatments) are not sufficiently characterized and therefore not well understood.
Projektinitiativ #27: Tailored powder behavior test for AM metal powder
The behavior of the metal powder in the additive manufacturing (AM) process is crucial for the functionality of the process and quality of the manufactured part. The industry lacks a test method corresponding to the powder behavior in the AM process. Traditionally properties like flow are used to describe the powder behavior. However the powder fractions used for powder bed AM are much finer than the traditional PM HIP or sinter powders and are therefore less suited for methods like Hall flow where they have a tendency of not flowing. Despite not flowing in the Hall flow meter, the powder can still be functioning well in the AM process, suggesting that the method does not reflect the powder behavior in the machine very well.
Projektinitiativ #34: Högpresterande pulverbaserade beläggningar för krävande applikationer
Utvecklingen av laserytbeläggningstekniken gör idag att det är möjligt att kombinera ett skiktmaterial som är helt annorlunda än t ex grundmaterialet. Detta gör att materialösningar kan anpassas till olika tillämpningar och ytegenskaperna för skiktet kan kopplas med lastbärande förmåga via grundmaterialet. Exempel som finns internationellt är t ex ytskikt av metallmatriskomposit som lagts på gjutjärn. Med laserytbeläggningstekniken kan idag en beläggning skapas mycket snabbt, vilket gör det möjligt att ha en effektiv industriell tillverkning.
Projektinitiativ #35: Tailored Materials for Additive Manufacturing
Additive manufacturing (AM) brings a new paradigm in components manufacturing as the final properties are determined by combination of the initial chemistry, determined by utilized powder, and additive manufacturing process itself. At the current stage of the art, there is a significant lack of material development in AM as only about twelve alloys (twenty powders) are qualified for AM. Materials used for AM these days are traditional engineering alloys, typically used in powder metallurgy, that are optimized to fulfill AM requirements to the physical properties on the powder only, disregarding metallurgy of the AM process.
Projektinitiativ #36: High-performance metal injection moulding components
Metal injection moulding (MIM) is a well-established technology for the high-volume manufacturing of the small components (< 50 gram) based on the fine gas atomised steel powders. MIM technology is rather poorly presented in Europe as most of the manufacturing of the components for electronics and consumer market is located in Asia. However, application of this technology to other materials for high-performance applications as e.g. Ni-based superalloys, Ti-alloys, etc., as well as larger-size components (50 to 250 grams) is of significant interest for the European industry.
Projektinitiativ #37: Novel Processing Method for Reaching Full Density Powder Metallurgical Materials
Powder metallurgy (PM) is one of the most cost effective methods for manufacturing of the structural components with complex shapes. Inherent disadvantage of the PM components is the presence of the residual porosity, negatively affecting properties of the components. Hence, in order to meet the growing demands on structural parts performance, increased density is of vital importance. The innovativeness of the proposal is based on the idea of utilization of combination of the tailored alloy design, utilizing specially developed master alloys for surface densification, with the conventional die compaction or cold isostatic pressing (CIP) and further pre-sintering in reducing atmosphere.
Projektinitiativ #38: Högpresterande massproducerade sinterprodukter
Press&sinter är en av de mest resurssnåla vägarna att gå från råmaterial till slutlig produkt. Samtidigt erbjuder press&sinter en hög grad av flexibilitet när det gäller materialdesign och produktoptimering. I tidigare projekt har Chalmers, Swerea KIMAB, Höganäs och Aga studerat och utvecklat nya material och sintringsprocesser som innebär att legeringshalten kan sänkas och processerna kan anpassas till att hantera oxidationskänsliga material. Detta har t ex visats i projekt ComPreSint som drivits inom metalliska material och som avslutas nu under första kvartalet 2017.
Projektinitiativ #42: Vidareutvecklad definition av hållfasthet för inhomogen AM
En utmaning för ”Additive Manufacturing”, AM, är att karakterisera och testa det skapade materialets egenskaper så att produkten klarar ställda mekaniska krav. Enligt etablerade standarder tillåts inga större defekter, som dessvärre förekommer. Trots dessa kan en produkt hålla för de lastsituationer den utsätts för. Det är önskvärt att få ökad förståelse för vilka felställen materialet ändå fungerar och att utveckla motsvarande definitioner.
Projektinitiativ #43: Laserdriven återvinning med direktmatad AM
För ”Additive Manufacturing”, AM, där pulver eller tråd behöver tillverkas för processen, föreslås som alternativ att direkt återvinna skräpmetall för att bygga nya strukturer. Detta med hjälp av en laserstråle som lokalt smälter skräpmetallen, skapar droppar som projiceras mot ett substrat och sekventiellt bygger en ny produkt.
Projektinitiativ #48: Uppkolning av PM-komponenter vid lågt och högt tryck
Att tillverka metallkomponenter via pulverteknik är en resurseffektiv metod som ger färdig form med få processteg. För att uppnå goda mekaniska egenskaper är det av intresse att förtäta komponenten genom hetisostatisk pressning (HIP) och ge hårdare yta genom uppkolning. Sätthärdning vid lågtryck likt vakuum ger skonsam uppkolning med liten inre oxidering. Denna process (LPC) används med fördel på komponenter innehållande lättoxiderade ämnen likt krom, kisel och mangan. En alternativ metod som är under utveckling är att kombinera förtätningen av de efter sintringsprocessen porösa komponenterna i HIP med efterföljande uppkolning vid förhöjt tryck och slutligen snabbkylt (släckt) med en nyutvecklad metod i HIP där gasen kyls via en värmeväxlare. Genom att tillsätta låga halter kolväten i argongas fås en karburerande effekt. Mikrostrukturen blir martensitisk.
Projektinitiativ #65: Reliability of Metal Additive Manufacturing
Metal additive manufacturing (AM) has a short history in comparison to the more conventional metal forming processes such as casting, forging, machining, etc. Forming metals by casting has been in existence since 4000 BC. Conventional machining processes have existed since the middle of the 19th century. Even modern Computer Numerical Control (CNC) machining – which is considered to be a close competitor to metal AM - has been available since 1950. In view of the above remarks, it is reasonable to state that the conventional metal forming processes have been improved and optimized to a point where process reliability is to a large extent guaranteed.
Projektinitiativ #69: Simultan HIP och nitrering av 3D-tillverkade komponenter i titan
En ny tillverkningsprocess, TiSurf®3, möjliggör användning av titanlegeringar i applikationer med stora krav på slit-, friktion- och korrosionsegenskaper.
Projektinitiativ #77: Nya simuleringar och tillverkning av trådar till AM
Additiv tillverkning (AM) av metalldelar utförs genom att mata pulver eller tråd genom munstyckena i 3D-skrivare. Trådmatning har distinkta fördelar, t ex, i fallet med Ni-baserade superlegeringar. Det krävs hög kvalitet på tråden för att undvika lokal segregering av element, men också en bättre och snabbare kontroll av trådmatning i jämförelse med metallpulver. En nackdel med trådmatning är den betydande kostnaden för att producera legerade trådar, som kommer från processen. Syftet är att på ett nytt innovativt sätt tar fram tråd vilket kommer att ge bättre materialutnyttjande och minskad lagerhållning. Swerea MEFOS har värdefulla erfarenheter inom simuleringar, pilotförsök som kan omsättas i praktiken för gjutning och bearbetning av metaller som krävs för tillväxt inom AM.
Projektinitiativ #98: Materialegenskapers beroende av mikrostruktur hos additivt tillverkade högtemperaturkomponenter
För att på bred front kunna realisera de unika fördelarna med additiv tillverkning av komponenter för gasturbiner och högt påkända motorkomponenter behövs en förståelse för hur viktiga materialegenskaper och synergistiska kopplingar mellan dem påverkas av den förändrade mikrostrukturen för olika material. Denna förståelse är kritisk för att kunna göra optimerade val mellan befintliga legeringar och på ett rationellt sätt kunna optimera deras processparametrar för additiv tillverkning. Den utgör också en viktig grund för att kunna ta fram modifierade eller nya legeringssammansättningar optimerade för additiv tillverkning med bibehållna eller förbättrade materialegenskaper. Detta projektinitiativ syftar till att generera denna essentiella förståelse med tonvikt på hur den synergistiska kopplingen mellan termo mekanisk utmattning och korrosion beror av mikrostrukturen vid additiv tillverkning.
