Mulighetene for luftfarts- og energinæringen for å bruke additiv tilvirkning har tidligere vært begrenset. Dette etter som komponenter i harde materialer ikke har levd opp til de høye kvalitetskravene. Ny forskning fra den svenske Högskolan Vest viser at riktig etterbehandling kan øke påliteligheten til komponentene. Noe som kan spare både tid og penger.
Additiv tilvirkning ved hjelp av elektronstrålesmelting (EBM) gjør det mulig å produsere komponenter i kompleks design i den nikkel-jernbaserte superlegering 718. Et materiale som er veldig sterkt og tåler høye temperaturer, kjemiske angrep og harde sammenstøt. Den kan for eksempel brukes i flymotorer, der temperaturen kan overstige 600 grader Celsius.
Men produksjonsprosessen har en svakhet. Under produksjonen dannes det små porer i komponentene som gjør dem upålitelige – og dermed ubrukelige. Dette har tidligere satt kjepper i hjulene for luftfarts- og energiindustrien når det gjelder bruken av additiv tilvirkning.
Komponentene blir mer kompakte
Nå viser forskeren Sneha Goel, doktorkandidat i produksjonsteknikk ved Högskolan Vest, at disse porene kan minimeres ved hjelp av de riktige etterbehandlingsmetodene.
– De små porene som oppstår under produksjonen gjør komponentene upålitelige. Derfor har jeg undersøkt hvordan etterbehandling, i form av varmebehandling, påvirker mikrostrukturen til komponentene i de forskjellige stadiene av etterbehandlingen, sier Sneha Goel i en pressemelding.
Prosessen inkluderer varmebehandling og het isostatisk pressing (HIP). Den såkalte HIP-metoden betyr at komponentene plasseres i et kammer som varmes opp for å gjøre dem mykere og mer smidige. Et gasstrykk presser deretter komponenten sammen.
– Trykket i kammeret fungerer slik at det presser alle sider av komponenten samtidig med samme trykk. Dette betyr at den beholder formen, men blir mer kompakt, forklarer Sneha Goel.
Etterbehandlingstiden halveres
I sin forskning har hun eksperimentert med forskjellige gasstrykk, tider og temperaturer.
– Studien min viser at det gjennom riktig etterbehandlingsprosess er mulig å redusere porene på EBM-produserte komponenter og dermed gjøre dem veldig pålitelige. Jeg har prøvd å behandle flere forskjellige typer komponenter, som alle har hatt et jevnt og godt resultat, sier Sneha Goel.
Hun har også kommet til at etterbehandlingen kan forkortes betydelig, fra dagens 20-25 timer til rundt ti timer. Forskningsresultatene kan bety både reduserte kostnader og kortere ledetid for luftfarts- og energiindustrien.
