青岛3D打印工业金属零件和变形的数值预测
发布时间:2020-01-09 15:21
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在最近的“数值预测失真”中。尼尔斯·凯勒(Nils Keller)和米哈尔·普鲁加雷维奇(Michal Prugarewicz)的作者探索了青岛金属3D打印技术的发展方向。回顾2015年的一个项目,作者解释说,第一个完整的3D打印的串行前燃气轮机零件已制造并发布。对于商业用途而言,制造该零件还意味着验证用于工业燃气轮机的AM粉末技术。

研究人员继续从事设计工作,并且随着时间的推移不断发展,直到可以为客户安装在机械中。但是,失真问题仍然是一个问题,项目经理意识到要最终获得成功,就需要一个解决方案。所需要的是一种在工程师参与构建过程时控制变形的方法。

售后服务部分

镍基超级合金Inconel IN738的应用被认为是验证和开发的“主要兴趣点”,但项目团队发现由于变形量最大,它是最具挑战性的问题。没有适合的软件来处理这些问题,例如提供模拟练习;但是,项目团队能够创建标准的FE软件,之后扫描成功。现在,对于2019年,该软件为构建过程中的仿真提供了选择,并提供了一种“补偿AM组件失真的方法”。

该项目的一部分还涉及“基准化” Additive Works Amphyon,其重点是开发涡轮机组件和提高软件性能。由于项目团队依靠“售后服务零件”中的尺寸,因此创建了3D打印的通用模型。他们能够对使用过的零件的设计进行逆向工程,然后在2016年将其移除,并根据先前的研究和有关材料性能的研究得出机械性能。

在这项研究中,施加的@RT应变分别设置为1100 MPa和1.487%,期望在打印时温度不会显着升高。

研究人员评估了支撑结构的位置和设计,变形以及可能导致损坏的位置,因此对温度的关注有助于制定热稳定性策略。使用Amphyon软件进行了计算,并比较了名义模型和变形模型。

用于数值评估的几何模型

比较:名义模型与失真模型

研究人员解释说:“失真可以在Amphyon中以相反的值自动完成,”。“失真的形状和失真的值在经验上具有相同的数量级。”

扭曲模型的关键区域

在第二次评估期间,项目团队创建了一个简单的DOE,用于显示由于材料特性分散而引起的变形偏差,修改屈服应力(YS)和应变(EPS)。最终,由于“评估的复杂性”,研究人员建议相关人员(例如设计师,工程师,材料科学和制造专家)之间进行良好的合作。

能源部的结果

研究人员总结说:“一种预测变形的数值方法可能会导致设计概念和尝试错误制造方法的大量减少,这些方法会控制增材制造零件的开发成本和交货时间,因此建议执行。” 。

研究人员继续探索在金属上进行3D打印的更好方法,以及改善合金,形状记忆,创新复合材料等的机械性能。