In-situ X-ray diffraction study of additive manufacturing to aid in tool steel development
| Diarienummer | |
| Koordinator | Kungliga Tekniska Högskolan - Institutionen för materialvetenskap |
| Bidrag från Vinnova | 500 000 kronor |
| Projektets löptid | februari 2020 - december 2021 |
| Status | Avslutat |
| Utlysning | Forskningsinfrastrukturer - nyttiggörande och samverkan |
| Ansökningsomgång | Industriella pilotprojekt för användning av neutron- och fotonbaserade tekniker vid storskalig forskningsinfrastruktur – hösten 2019 |
| Slutrapport | 2019-05276_Uddelholm.pdf(pdf, 301 kB) (In English) |
Viktiga resultat som projektet gav
För att utveckla nya verktygsstål för tillverkning av varmarbetsverktyg med additiv tillverkning (AM) genom lasersmältning av pulverbädd (L-PBF) så behövs bättre förståelse av materialens sprickkänsligheten. I projekt har mätningar med röntgendiffraktion under faktiska AM-förhållanden genomförts i en L-PBF-skrivare på strålröret MicroXAS på Swiss Light Source i Villigen Schweiz. Mätningarna har gett fördjupad förståelse mellan kemi, processparametrar och den mikrostruktur som bildas under processen.
Långsiktiga effekter som förväntas
Projektet har resulterat i förståelse av processen som inte kunnat inses genom att undersöka redan printade komponenter (som är det vanliga tillvägagångssättet att studera mikrostrukturen). Den komplexa termiska historiken har kunnat mätas i lokala temperaturprofiler och kopplas till den pågående mikrostrukturutveckling under processen. Informationen kommer att kunna användas som underlag till vidareutveckling av legeringar och process på Uddeholm.
Upplägg och genomförande
Miniatyr-L-PBF-skrivaren på PSI är anpassad för SLS och strålröret MicroXAS där en fokuserad röntgenstråle med relativt låg energi (17 keV) möjliggör mätning av enskilda laserspår under processens. Med snabba detektorer (40 kHz) kan processförlopp på några få mikrosekunder detekteras i detalj. Projektet beviljades stråltid efter ansökan och mätningar har utförts för en av Uddeholms legeringar. Data har analyserats med rutiner skrivna i Matlab och Python. Vidare så har vi hållit möten, workshops och gjort kompletterande undersökningar.