Användning av storskalig infrastruktur för att studera effekten av processgas i laserpulverbäddssmältning

Viktiga resultat som projektet gav

Målet med projektet var att förstå roll och effekt av olika processgaser under laserpulverbäddsmältning av Ti64 legering via in situ synkrotronbaserad röntgendiffraktion under stelning vid Swiss Light Source, Villigen, med hjälp av unik miniSLM testrigg utvecklad av PSI. Även synkrotron-röntgendatortomografi vid Bessy II, Berlin, användes för att urskilja porositetsfördelning och mäta restspänningar. Resultaten visar att LPBF-tillverkning under He-rik processatmosfär gör det möjligt att stabilisera smältpoolen och därmed öka processstabilitet och robusthet.

Långsiktiga effekter som förväntas

Projektets resultat indikerar att användning av He- och He-rika atmosfärer garanterar bättre processkontroll under LPBF och därmed möjliggör ökad produktivitet och komponentkvalitet. Begränsad effekt av processgasen på porositeten och restspänningarna i LPBF komponenterna med användning av olika processgaser påvisades. Detta gjorde det möjligt för Linde att visa potentialen för användning av synkrotronbaserad in-situ XRD och CT att studera effekten av processgaser vid LPBF, vilket ger nödvändig kunskap för utveckling av de alternativa processatmosfärerna för AM.

Upplägg och genomförande

Den påvisade potentialen för He-baserat atmosfär för LPBF gör det möjligt för Linde att introducera nya skräddarsydda processgaser för LPBF, vilket möjliggör ökad processtabilitet och produktivitet. Metodiken, baserad på användning av synkrotronbaserad in-situ XRD och CT, gör det möjligt för Linde att utveckla skräddarsydda processatmosfärer för att förbättra mikrostrukturen och egenskaperna hos de specifika materialen. Tillgängligheten av de skräddarsydda processatmosfärerna gör det möjligt att betydligt bredda LPBF- användning.