EN
Како ДЕД скраћује циклусе развоја металног материјала
Истраживачки тим који развија нову алуминијумску легу за ваздухопловне конструкције требао је да процени 18 варијанти композиције свака од којих захтева ливене билете, екструзију, топлотну обраду, обраду у тестове и механичко тестирање. Традиционални приступ би трајао 14-18 месеци. Употреба Деде (Директовано одлагање енергије) са сијалицом и софтвером за планирање путања за ЦАМ, тим је штампао купоне за тест за све 18 варијанти у осам недеља. Софтвер је аутоматски генерисао оптимизоване путеве депозиције за сваку композицију, прилагођавајући параметре за специфичне карактеристике топљења сваке варијанте. Најбрже успешни кандидати су напредовали до потпуне квалификације шест месеци пре традиционалног рока.
Деде елиминише баријеру алата која је историјски учинила развој металне легуре спорим, скупим и конзервативним.
Традиционално уплитно уђе у развој материјала
Развој нове металне легуре за конструктивне примене следи пут који индустрија материјала користи деценијама: формулисање композиције, топљење и ливање мале слинке, ковање или варење слинке у плочу или шифру, машински тестови узорка, спровођење механичких испитивања, анализа резултата, прилаго Свака итерација захтева алате ливање калупа, ковање, екструзију који коштају 5.000-50.000 по сету и траје четири до осам недеља за производњу. Програм развоја који тестира пет итерација три кандидата за легуре може потрошити 15 итерација, потрошити 150.000-750.000 на алате и трајати 18-24 месеца пре него што се наручи прва топлота за производњу.
Финансијска последица је да развој материјала постаје рискован. Комедине тестирају уско састав који се креће око познатих легова јер су трошкови истраживања заиста нове хемије композиције далеко од установљених класа непробицивни. Металургијска открића која би могла да произведе побољшања у снази, отпорности на корозију или перформанси на повишеним температурама остају неистражена јер итерацијска економија не подржава истраживање.
Како ДЕД колапсира временску линију итерације
Производња у једном кораку
Деде производи пробне узорке директно из металног праха или жице у једном кораку. Нема калупа, нема штампања, нема инструмента за екструзију. Процес депонира материјал слој по слој на плочу за изградњу следећи пут алата који генерише софтвер за АДМ за производњу. Једноставна правоугаоска конструкција из које ће се обрађивати пружници, узорци за умор и купони за корозију може се штампати за неколико сати. Геометрија узорка, која се може обрађивати од кованог билета у традиционалном приступу, излази из ДЕД процеса као преформ скоро у облику мреже који захтева само минималну завршну обраду.
Скуцање времена циклуса је драматично. Једно композицијско итерацију у Деде од избора параметара до завршених пробних примера потребно је од три до десет дана у зависности од количине и сложености примера, у поређењу са осам до дванаест недеља за традиционални циклус ливења-кува-машине. Осам итерација композиције које би трајале годину дана у традиционалном развоју завршено у року од два до три месеца. Трошкови по итерацији опадају од 10.000-50.000 до 500-2.000 у материјалима и времену машине.
Софтвер игра одлучујућу улогу у овом убрзању. Одређене ДЕД ЦАМ платформе генеришу путеве алата оптимизоване за специфичан извор топлоте, материјал и геометрију. Алгоритми планирања пута управљају пољењем почетка и заустављања лука, контролом температуре између слојева и брзином депозиције променљивим које би, ако би остале ручном програмирањем, захтевале обимну пробу и грешку за сваки нови материјал. Автоматизована генерација путања са верификацијом симулације смањује време програмирања по новој композицији са дана на сата.
Печат на градијентном материјалу
Деде такође омогућава тестирање градијент материјала могућност која конвенционални процес не нуди. Променим односа два или више сировина у праху или преласком између композиција жица током једне конструкције, ДЕД систем може произвести један тест купон са континуираним градијентом композиције, на пример, од 0% до 10% садржаја хрома на дужини од 100 милиметара. Узори за истезање који се извлаче у интервалима од 10 милиметара дуж градиента пружају податке о механичким својствима за десет тачака композиције из једног компонујења података који би конвенционално захтевали десет одвојених пробоја ливања и ковања.
Заједничка истраживања Енигма-НОВА Универзитета у Лисабону о Инконелу 625 илуструју утицај Деде на материјалном разумевању. Систематски мењајући оријентацију пута штампе, задржавајући идентичан састав, тим је идентификовао да је 90 ° пребацивање пута између слојева произвело структуре зрна са скоро еквиаксијом чврстоће од 401 МПа и продужењем од 57% комбинација чврстоће и дјуктилности која је су Ова врста откривања односа процес-собственост, која директно информише производне спецификације, била би непротивосходно скупа за истраживање конвенционалним металургијским испитивањима.
Од лабораторије до производње
Исто. Деде опрема која се користи за развој материјала може служити као производни систем када се легура и процес квалификују. Параметри процеса валидирани на купонима за испитивање се преносе на производне компоненте јер је топлотна историја стопа хлађења, температура између слојева, геометрија депозита контролисана истим софтверским и хардверским уређајима. Ово елиминише јаз за повећање размера између лабораторијских испитивања ливења и производње ливачких трка који је историјски додао 6-12 месеци за увођење нове легуре.
Често постављана питања
Како ДЕД смањује време развоја материјала у поређењу са традиционалним методама?
ДЕД елиминише алате потребне за сваку итерацију композиције ливање калупа, ковање, екструзијско алате и производи тестове узорке директно у сатма, а не недељама. Једина итерација се завршава за 3-10 дана у поређењу са 8-12 недеља конвенционално. Програм развоја од осам итерација који би трајао 12-18 месеци завршен је за 2-3 месеца користећи ДЕД.
Шта је штампање градијентних материјала у ДЕД-у?
Градиентно штампање варира композицију континуирано током једне ДЕД граде прилагођавањем односа два или више извора. Један тест купон садржи спектар композиције на пример, садржај хрома варира од 0% до 10% дужине што омогућава процену механичких својстава више точака композиције из једне конструкције, а не захтева одвојене испитивања за сваку композицију.
Како ДЕД софтвер убрзава развој процеса?
Одређени ДЕД ЦАМ софтвер аутоматски генерише оптимизоване путеве алата за специфичне изворе топлоте, материјале и геометрије. Алгоритми оптимизације пута управљају арковим почетком / заустављањем секвенци, температуром између слојева и брзином депозиције. Симулација са 360° динамичном визуелизацијом верификује доступност и ризике од сукоба пре почетка изградње, смањујући програмирање пробним и грешним програмирањем са дана на сата по новом материјалу.
Да ли се материјали развијени ДЕД-ом могу произвести у индустријском обиму?
Да, ја сам. Исте ДЕД опреме које се користе за развој материјала могу служити као производни систем када се легура и процес квалификују. Параметри процеса валидирани на купонима за испитивање преносе се директно на производне компоненте јер се топлотна историја стопа хлађења, температура између слојева, геометрија депозита контролишу идентично. То елиминише јаз у проширењу лабораторије до производње традиционално у металургијском развоју.
Који металуршки подаци се могу добити из тестових узорака ДЕД?
Стандардно механичко тестирање на трајање (износ, крајње, продужење), умора (висок циклус и низак циклус), чврстоћа кршења, тврдоћа и отпорност на корозију врши се на узорцима обрађеним од ДЕД конструкција. Микроструктурна карактеризација путем СЕМ-а, ЕБСД-а и ТЕМ-а пружа величину зрна, расподелу фазе и податке о текстури. Брзо учвршћивање које је својствено ДЕД-у производи фино зрнасте структуре које често одговарају или прелазе својства конвенционално обрађених материјала.
Колико варијанти композиције може ДЕД тестирати у једном програму развоја?
Са 3-10 дана итерационих циклуса, један ДЕД систем може тестирати 15-30 варијанти композиције у року од 3-4 месеца програма развоја приближно три до пет пута више од конвенционалних метода по десетој цени по варијанти. Градиентна штампања додатно множи проток тестирањем више композиција у једној конструкцији, што даје криве композиционих особина, а не појединачне тачке података.