Strategier för att minimera porositet vid tillverkning med Electron Beam Melting : Hur smältstrategier och geometrisk utformning påverkar porositet och porfördelning i komponenter tillverkade med EBM.

Autor: Blomström, Tommy, Lindberg, Victor
Jazyk: švédština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: Additiv tillverkning (AM) är en tillverkningsmetod som skapar komponenter genom att addera material där det tidigare inte fanns, detta möjliggör tillverkning av geometrier som annars hade varit omöjliga eller mycket tidskrävande. Electron Beam Melting är en pulverbaserad AM metod där ett metallpulver smälts samman av en elektronstråle. De två största nackdelarna med pulverbaserad AM är en ojämn yta och inre porositet i tillverkade komponenter. Den grova ytan avhjälps i de fall det behövs genom att efterbehandla komponenter genom skärande bearbetning och porositeten åtgärdas idag med HIP, Hot Isostatic Pressing. Arbetet i denna rapport har som syfte att minimera porositeten in situ för att öka tillförlitligheten och repeterbarhet hos materialegenskaperna i EBM-tillverkade komponenter genom optimerandet av smältstrategin. Detta har skett genom ett experiment där fem smältstrategier har använts vid tillverkning av fyra olika utformade provstavar varvid porositeten har granskats i avseendena porandel av ytarea och porfördelning. De fem strategierna var S0, Standard; S1, Enkelriktad ifyllnad före kontur; S2.0, Endast kontur utifrån och in; S2.1, Endast kontur inifrån och ut; S2.2, Som S2.1 utan MultiBeam, och de fyra provstavsutformningarna var ett rätblock, en cylinder, ett rör med 3 mm tjocka väggar och ett timglas. Lägst porositet gavs av S2.1 med en genomsnittlig densitet på 99,993 % och högst gavs av S2.0 med en denistet på 98,63 % där S0 resulterade i en genomsnittlig densitet på 99,94%.
Additive manufacturing (AM) is a manufacturing method that creates components by adding material where there previously was none, this enables fabrication of geometries which otherwise had been impossible or very time consuming. Electron Beam Melting is a powder based AM-method where a metallic powder is melted by an electron beam. The two largest issues with powder based AM is its high surface roughness and internal porosity of manufactured components. The uneven surface is remedied where necessary by making the part larger than its final dimensions and machining it to size while the porosity today is rectified with HIP, Hot Isostatic Pressing. This works aims to minimize the porosity in situ in order to improve the reliability and repeatability of the material properties of EBM-manufactured parts through the optimization of the melting strategy. This has been done through an experiment in which five melting strategies have been applied to four different test rods after which the porosity was examined in terms of porosity and pore distribution. The five strategies were S0, Standard; S1, One-way hatch before contour; S2.0, Only contour outside and in; S2.1, Only contour inside and out; S2.2, Like S2.1 without MultiBeam, and the four test bar designs were a cuboid, a cylinder, a tube with 3 mm thick walls and an hourglass. The lowest porosity was given by S2.1 with a mean average density of 99 993% and highest was S2.0 with 98.63% density whereas S0 resulted in a mean average density of 99.94%.
Betyg 2020-08-02
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: