Kako DED skraćuje cikluse razvoja metalnih materijala?

Kako DED skraćuje cikluse razvoja metalnih materijala

Istraživački tim koji razvija novu leguru aluminija za svemirske konstrukcijske primjene trebao je procijeniti 18 varijanti sastava od kojih je svaka zahtijevala odlijevanje, ekstrudiranje, toplinsku obradu, obradu u testne uzorke i mehaničko ispitivanje. Tradicionalni pristup trajao bi 14-18 mjeseci. Upotreba U (Direktno usmjereno energetsko usisnuće) pomoću sirovine žice i CAM-specificnog softvera za planiranje staze, tim je u osam tjedana ispisao testne kuponove za sve 18 varijanti. Softver je automatski generirao optimizirane putanje za svaki sastav, prilagođavajući parametre za specifične karakteristike topljenja svake varijante. Najbrže uspješni kandidati napredovali su do punih kvalifikacija šest mjeseci prije tradicionalnog vremenskog rasporeda.

U ukida barijeru alata koja je povijesno učinila razvoj metalnih legura sporim, skupim i konzervativnim organizacije testiraju manje kompozicija jer svaka košta previše i traje predugo.

Tradicionalno usno grlo u razvoju materijala

Razvoj nove metalne legure za konstrukcijske primjene slijedi put koji industrija materijala koristi već desetljećima: formulira sastav, topi i odlijeva mali ingot, kove ili valja ingot u ploču ili šipku, testira uzorke strojeva, provodi mehanička ispitivanja, analizira rezultate, prilago Svaka iteracija zahtijeva alat lijevane kalupke, kovanje, ekstrudiranje koji košta 5.000-50.000 po kompletu i potrebno je četiri do osam tjedana za proizvodnju. Program razvoja koji testira pet iteracija tri kandidatske legure može potrošiti 15 iteracija, potrošiti 150.000-750.000 na alat i zahtijevati 18-24 mjeseca prije nego što se naruči prva proizvodna toplina.

Financijska posljedica je da razvoj materijala postaje rizično otporan. Timovi testiraju uske rasponove sastava oko poznatih legura jer su troškovi istraživanja istinski nove kemije sastava daleko od utvrđenih kvaliteta prohibitivi. Metalogska otkrića koja bi mogla proizvesti poboljšanja u snazi, otpornosti na koroziju ili performansama pri podignutim temperaturama ostaju neistražena jer ekonomija iteracije ne podržava istraživanje.

Kako DED kolapsira vremensku liniju iteracije

Proizvodnja u jednom koraku

U u slučaju da je proizvodnja ispitnih uzoraka u jednom koraku izvedena iz metalnog praha ili žice, ispitni uzorak se može upotrebljavati za proizvodnju ispitnih uzoraka. Nema kalup, nema matrice, nema ekstrudiranja. Proces deponira materijal sloj po sloj na ploču za izgradnju slijedeći put alatke generiran programom CAM za aditivnu proizvodnju. Jednostavna pravougaona konstrukcija iz koje će se raditi trake, uzorci za iscrpljivanje i korozicijski kuponovi može se tiskati za nekoliko sati. Geometrija uzorka, koja se u tradicionalnom pristupu može obrađivati od kovanog čepca, izlazi iz DED procesa kao preformiranje gotovo čistih oblika koje zahtijeva samo minimalnu obradnu obradnju.

Kompresija vremena ciklusa je dramatična. Jednostavan kompozicijski ponavljanje u U od izbora parametara do završetka ispitivanja zahtijeva tri do deset dana ovisno o količini i složenosti uzorka, u usporedbi s osam do dvanaest tjedana za tradicionalni ciklus livanja-kopačke-mašine. Osam kompozicija iteracije koje bi potrošiti godinu dana u tradicionalnom razvoju završiti u roku od dva do tri mjeseca. Troškovi za jednu iteraciju padaju s 10.000-50.000 na 500-2.000 u materijalima i vremenu stroja.

Softver igra odlučujuću ulogu u ovom ubrzanju. Dedicirane DED CAM platforme generiraju putove alata optimizirane za specifični izvor topline, materijal i geometriju. Algoritmi planiranja staze upravljaju slijedom početka i zaustavljanja luka, kontrolom temperature između slojeva i brzinom deponacije varijablima koje, ako bi bile prepuštene ručnom programiranju, zahtijevale bi obimno pokušavanje i pogrešku za svaki novi materijal. Automatska generacija staza s provjerom simulacije smanjuje vrijeme programiranja za novu kompoziciju s dana na sate.

Štampanje gradijentnim materijalima

U također omogućuje testiranje gradijentnih materijala mogućnost koju konvencionalni postupak ne nudi. U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka primjenjuje na proizvodnju električne energije, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, proizvodnja električne energije može se provoditi na temelju postupka utvrđenog u članku 6. stavku 1. točkom (a) ovog članka. Uzorci za vladanje izvlačeni u 10-milimetarskim intervalima duž nagibnog stupnja pružaju podatke o mehaničkim svojstvima za deset točaka sastava iz jednog izrade podataka koji bi konvencionalno zahtijevali deset odvojenih ispuštanja i iskovanja.

Zajedničko istraživanje Enigma-NOVA Univerziteta u Lisabonu o Inconelu 625 ilustrira utjecaj U na materijalnom razumijevanju. Sistematski varirajući smjer otiska, zadržavajući isti sastav, tim je utvrdio da je 90 ° prebacivanje između slojeva proizvelo gotovo jednakih zrna struktura s snagom od 401 MPa i produženjem od 57% kombinacija čvrstoće i fleksibilnosti superiorna tradicionalnom vrućem valjan Ova vrsta otkrivanja odnosa između procesa i svojstava, koja izravno informira proizvodne specifikacije, bila bi iznimno skupa za istraživanje konvencionalnim metalurškim ispitivanjima.

Od laboratorija do proizvodnje

Isto. U u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, proizvođač može upotrijebiti proizvodne sustave za proizvodnju materijala koji se upotrebljavaju za proizvodnju materijala. U slučaju da se u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju izloženosti u slučaju To uklanja jaz između laboratorijskih ispitivanja odlijevanja i proizvodnih islivačkih radova koji su povijesno dodali 6-12 mjeseci uvođenju nove legure.

Često postavljana pitanja

Kako DED smanjuje vrijeme razvoja materijala u usporedbi s tradicionalnim metodama?

DED eliminiše alate potrebne za svaku iteraciju kompozicije odlijevanje kalup, kovanje, ekstrudiranje alata i proizvodi ispitne uzorke neposredno u satima umjesto tjedana. Jednostavna iteracija završava se za 3-10 dana, a uobičajeno za 8-12 tjedana. Program razvoja od osam iteracija koji bi zahtijevao 12-18 mjeseci završen je u roku od 2-3 mjeseca korištenjem DED-a.

Što je gradijentni materijal štampanje u DED?

S obzirom na to da se u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju materijala koji se upotrebljavaju u proizvodnji DED-a, primjenjuje se sljedeći standard: U slučaju da se u jednom ispitivanju koristi samo jedan testni kupon, u ispitivanju se uzimaju u obzir različite komponente.

Kako DED softver ubrzava razvoj procesa?

Dedicirani DED CAM softver automatski generiše optimizirane putanje alata za određene izvore topline, materijale i geometrije. Algoritmi optimizacije staze upravljaju slijedom početka / zaustavljanja luka, temperaturom između slojeva i brzinom deponacije. Simulacija s 360° dinamičkom vizualizacijom provjerava pristupačnost i rizike od sudara prije početka izgradnje, smanjujući programiranje s probama i pogreškama od dana na sate po novom materijalu.

Mogu li se materijali razvijeni pomoću DED-a proizvoditi u industrijskom obimu?

-Da, to je dobro. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, proizvodnja materijala može se provoditi u skladu s postupkom utvrđenim u članku 2. stavku 2. točkom (a) ovog članka. U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) primjenjuje na proizvodnju, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (b) ovog članka, proizvodnja se može provoditi na temelju postupka utvrđenog u članku 6. stavku 1. točkom (a) ovog članka. To uklanja prazninu u povećanju razmjera od laboratorija do proizvodnje u metalurškom razvoju.

U slučaju da se primjenjuje metoda za utvrđivanje vrijednosti, potrebno je utvrditi razinu vrijednosti.

Standardno mehaničko ispitivanje na vješalicama napravljenim od DED konstrukcije. Mikrostrukturna karakterizacija putem SEM-a, EBSD-a i TEM-a pruža podatke o veličini zrna, raspodjeli faza i teksturi. Brzo čvrstenje koje je inherentno DED-u proizvodi strukture s finim zrncima koje često odgovaraju ili premašuju svojstva konvencionalno obrađenih materijala.

Koliko varijanti sastava može DED testirati u jednom programu razvoja?

S 3-10 dana iteracijskih ciklusa, jedan DED sustav može testirati 15-30 varijanti sastava u 3-4 mjeseca programa razvoja otprilike tri do pet puta više od propusnosti konvencionalnih metoda na desetinu troškova po varijanti. Gradientno tiskanje dodatno umnožava propusnost testiranjem više kompozicija u jednom izradi, što daje krivulje osobina kompozicije umjesto pojedinačnih točaka podataka.