Hvilke utfordringer oppstår ved additiv tilvirkning av Inconel 718 og hvordan løser man dem?

Inconel 718 additiv tilvirkning fortsetter å være ett av de største gjennombruddene innen industrier som luftfart og energi. Dette skyldes hovedsakelig legeringens unike varmebestandighet og styrke. I motsetning til vanlig maskinering har additiv tilvirkning av Inconel 718 fordelen av å bygge deler lag for lag. Denne evnen gjør det mulig å produsere deler med svært komplekse design og geometrier. Selv om de svært komplekse designene og geometriene fører med seg noen unike utfordringer under additiv tilvirkning av Inconel 718, inkludert redusert produktkvalitet, redusert effektivitet under produksjon og problemer med kostnadskontroll. Jo flere industrier som begynner å bruke additiv Inconel 718 til å produsere komponenter av høy kvalitet, jo viktigere blir det å forstå de mindre kjente utfordringene for å løse dem. Dette blogginnlegget tar for seg løsning av utfordringene i additiv tilvirkning av Inconel 718.

Utfordringer knyttet til Inconel 718 additiv tilvirkningsmateriell

En av utfordringene ved additiv tilvirkning av Inconel 718 er legeringens egne egenskaper. Inconel 718 har høy termisk ledningsevne, noe som fører til utvikling av sprø interne strukturer. Disse interne defektene inkluderer revner, porøsitet og sprø faser. Kvaliteten på Inconel 718-pulveret påvirker direkte resultatet av den additive produksjonen, sammen med pulverets morfologi. Faktorer som uregelmessig og forurenset pulver regnes som en av de viktigste årsakene til problemer med lagliming.

For å løse problemene, anbefales det at produsenter benytter høyren Inconel 718-pulver med en spesifikk partikkelstørrelsesfordeling mellom 15 og 45 mikrometer. Forvarming av byggeplattformen bidrar også til å redusere termiske gradienter og muligheten for sprekkdannelse. Løsningsglødig og herding derimot forbedrer de mekaniske egenskapene til delen etter bearbeiding, og etter fjerning av den sprøe fasen, hjelper med å unngå sprøfasproblemet helt i Inconel 718 additiv produksjon.

Optimalisering av prosessparametere – utfordringer i Inconel 718 additiv produksjon.  

I tilfellet Inconel 718 additiv produksjon utgjør prosessparametere en annen stor utfordring. Laserstyrke, avskanningshastighet, lagtykkelse og avstand mellom skanningslinjer er alle parametere som må kalibreres nøyaktig, og selv små unøyaktigheter i disse parameterne kan føre til alvorlige feil. For eksempel kan for høy laserstyrke føre til overmelting, og for lav avskanningshastighet kan føre til ufullstendig sammensmelting. En mulig løsning på dette er bruk av intelligente systemer som tilbyr simulering og variabeltesting før den faktiske produksjonen for produsentene. Som i moderne Inconel 718 additiv produksjon, tillater sanntidsovervåkningsverktøy fra andre avanserte produksjonssystemer sporing av parametere og definerer et presisjonsforhold for lagene. Denne nesten automatiserte adaptive kontrollen av lagene forenkles gjennom sanntidsanalyse av parameterne og forhåndsinnstilt kontroll av parameterne av operatørene. Inconel 718 additiv produksjonsprosess kan også forbedres med presisjonen fra småskala designede delprøver som definerer spesifikke parametere.

Kvalitetskontrollutfordringer i additiv tilvirkning av Inconel 718

En av de viktigste utfordringene i additiv tilvirkning av Inconel 718 er å sikre produktkvaliteten. Mens produksjonen av additivt tilvirkede deler foregår, er indre feil, inkludert mikrosprekker og porøsitet, svært vanskelige å identifisere. Kvalitetsinspeksjonsteknikker er enklehen bare utilstrekkelige for komplekse additivt tilvirkede Inconel 718-deler. For å motvirke dette, bør prosessen inkludere mer sofistikerte IKP-teknikker som CT og ultralydsskanningsteknikker. Disse teknikkene oppdager indre feil og sikrer at delen oppfyller kravene. I tillegg bidrar implementering av et fullstendig sporbarhetssystem til å spore prosessen for additiv tilvirkning av Inconel 718. Dette systemet er svært prosessorientert og hjelper til med å spore og etterforske prosessdata og inspeksjonsresultater. Denne forebyggende tiltaket vil sikre at feil ikke gjentas i fremtidige prosesser for additiv tilvirkning av Inconel 718.

Postbehandlingsutfordringer i additiv tilvirkning av Inconel 718

Postbehandling i additiv tilvirkning av Inconel 718 er svært kritisk og må forstås; den medfører utfordringer. Det må forstås at deler må postbehandles nøyaktig for å fjerne støttekonstruksjoner, overflatebehandling og varmebehandling. Å fjerne støttekonstruksjoner fra komplekse Inconel 718-deler er mer vanskelig og tidkrevende, i tillegg til at det øker muligheten for skade på delen.

Støttekonstruksjoner kan utformes med kuttelementer slik at postbehandling forenkles. For eksempel kan støttekonstruksjoner designes med tynne «pinner» som enkelt kan fjernes. Overflater i additiv tilvirkning av Inconel 718 kan gjøres jevne ved hjelp av automatiserte systemer som robotisert sliping. Tilpassede varmebehandlingsdesigner for postbehandling reduserer restspenninger i additiv tilvirkning av Inconel 718, forbedrer mekaniske egenskaper og unngår tilleggsvarme.

Konklusjon: Overvinne utfordringer for å fremme additiv tilvirkning av Inconel 718

Fordelene med additiv tilvirkning av Inconel 718 innen flerpresisjonsindustrier er enorme, og det er utfordringene disse industrier står overfor som vil avgjøre omfanget av implementering. Å overvinne utfordringer knyttet til materialeinnkjøp ved å investere i kvalitetspulver, varmebehandling og optimalisering av prosessparametere gjennom intelligent innebygd sensorteknologi, utvikle NDT- og sporbarhetssystemer for prosesskontrolllag, samt automatisere etterbehandlingsprosesser, vil forenkle arbeidet for disse industrier. Fremtidige teknologier som integrerer strategisk og automatisert prosesskontroll vil forbedre bearbeidingen av additiv tilvirkning av Inconel 718. Lynhurtig implementering av designede systemer vil tillate disse industrier å utføre avansert additiv tilvirkning av Inconel 718 og produsere komplekse deler. Dette vil fremme flerpresisjonsindustrier innen felt som luftfart og energi.