Utveckling av EBM-tillverkad titanlegering delar för högpresterande lättviktdesign

Syfte och mål

Projektet fokuserar på electron beam melting (EBM) som additiv tillverkningsteknik (AM) för Ti-legeringar inom både flyg och biomedicinska applikationer. Målet med projektet är att i) skapa förtroende för AM för högbelastade komponenter inom flyg applikationer där lättviktsdesign har stor nytta samtidigt som de blir kritiska för utmattningsegenskaper. ii) vidareutveckling av AM som metod för bionisk design för framtida implantat.

Resultat och förväntade effekter

Mikrostrukturen hos EBM Ti6Al4V och fraktografi efter utmattningstester undersöktes och jämfördes med LPBF delar. Möjliga orsaker till tidiga frakturer och den stora spridningen av utmattningsegenskaperna fastställdes. In vitro cellkulturer visade god biologiska egenskaper och viabilitet för implantat producerade av både nytt och återvunnet pulver. Förbättrad cellöverlevnad med implantaten som producerats av återvunnet pulver korrelerar med den ökade oxidtjockleken. Den kunskap som erhålls säkerställer robust EBM-tillverkning och hög prestanda hos komponenter.

Upplägg och genomförande

För flygtillämpning följdes den ursprungliga planen i allmänhet. En förändring var att vi använde 4 punktsböjning för att utvärdera utmattningsegenskapen istället för ett litet stanstest. Vi gjorde även en jämförelse med LPBF delar som inte täcktes i det ursprungliga förslaget. För biotillämpning gjorde bristen på expertis inom bearbetning av implantat det svårt att miniatyrisera lämpliga implantat för den avsedda smådjursmodellen. Till slut gick vi tillbaka från in vivo till in vitro där större prover kunde användas, för att få prekliniska data om pulveråtervinningens roll.