Enskild kristallisering av 3D-utskrivna superlegeringar

Viktiga resultat som projektet gav

Huvudsyftet med projektet var att demonstrera att ett nytt koncept är tillämpligt för att skapa enkristallina materialstrukturer i superlegeringar tillverkade genom additiv tillverkning (AM). Detta mål har uppnåtts på ett framgångsrikt sätt. Resultaten banar väg för möjligheten att använda AM-tillverkade enkristallkomponenter i gasturbiner och jetmotorer. Idén kan också potentiellt tillämpas vid reparation av äldre enkristallina turbinkomponenter med hjälp av additiv tillverkning.

Långsiktiga effekter som förväntas

Efter att ha nått marknaden i framtiden förväntas följande: - Minskad bränsleförbrukning i jetmotorer och gasturbiner. - Längre livslängd för de 3D-tryckta turbinkomponenterna som arbetar vid ultrahöga temperaturer. - En unik möjlighet att reparera äldre turbinblad med enkristallstruktur med hjälp av 3D-utskriftsteknik. - Möjliggöra tillverkning av prototyper för ultrahöga temperaturer, samt produkter för utveckling och produktion av framtida generationer av vätgasdrivna jetmotorer och turbiner.

Upplägg och genomförande

En förenklad modul för enkelkristallisering designades och utvecklades här i enlighet med behoven och riktlinjerna från en patenterad idé, anpassad till en avancerad 3D-printmaskin, kallad elektronstrålesmältning. Därefter utvecklades, testades och optimerades efterbearbetningsparametrarna för flera superlegeringskompositioner. Materialkarakteriseringar genomfördes som återkoppling till processen, tills ett konceptbevis för denna teknik uppnåddes för några superlegeringar med högt mervärde.