Utmattningsegenskaper hos additivt tillverkad legering för extrem lättvikt

Syfte och mål

Målet för projektet var att additivt tillverka provstavar i amorfa metaller och testa deras mekaniska egenskaper i tre-punkts böjning monotont och cykliskt. Syftet var att undersöka utmattningsegenskaperna och ta fram de första punkterna av en Wöhler-kurva (lastamplitud vs. antalets cykler till brott). Parallellt skulle en demonstratör tillverkas i form av en speciellt designad fjäder som skulle visa användbarheten av amorfa metaller. Båda mål uppfylldes: utmattningsundersökningar gav flera datapunkter och fjädern visade enastående fjädringskapacitet.

Resultat och förväntade effekter

De uppnådde resultaten blev flera. Först samlades alla utmattningspunkter på en kurva som sätter en ram för senare undersökningar: rekommenderad lastnivå och förväntad motsvarande antalets cykler till brott. Möjligheten finns nu att undersöka andra effekter såsom provstavsgeometri, provstavorientering, provstavsytfinish, provstavstestningsmetod Sedan visade det sig att amorfa metaller inte alls var lika spröda som tidigare trott. Brottytasinspektion i mikroskop visade tydlig spricktillväxt vilket avsevärt ökar möjlighet för praktisk användning.

Upplägg och genomförande

Projektet bestod av flera delar: litteraturstudie, kontakt med våra industripartner (SKF och Staccato Technologies), processutveckling för defektfri additivtillverkning av provstavar och komponenter i amorf metall, finita elementmodellering för topologioptimering av fjäderkomponenten, gnistning och polering av provstavarna, framtagning av ett testprogram för provstavarna och fjädern, analys av testdata och undersökning av provstavarnas brottyta... De olika momenten utfördes så mycket som möjligt parallellt med konstant dialog mellan de olika projektdeltagarna.