Исследование титановых изделий изготовленных методом селективного лазерного сплавления

Исследование титановых изделий изготовленных методом селективного лазерного сплавления Михаил О. Ледер, Игорь Ю. Пузаков , Николай В. Щетников, Анатолий В. Волков, Наталья Ю. Таренкова Мария С. Волобуева, Андрей Д. Фарафонтов, ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» Алексей Г. Меркушев Алексей С. Фефелов ОАО «РИЦ» II Международная конференция «Аддитивные технологии: настоящее и будущее» 16. 03. 2016

В докладе представлены: -Результаты исследования порошка; -Условия печати исследуемого материала; -Исследования материала полученного с помощью технологий селективного лазерного спекания; -Сравнение результатов испытаний построенных образцов (заготовок) на принтере EOSINT M 280 с результатами испытаний серийных образцов, получаемых по серийной технологии ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» .

Оборудование EOSINT M 280 Зона построения 250 х325 мм

Исследования порошка Газовый состав частиц порошка O 0, 114 N 0, 010 С Al 0, 013 6, 50 Распределение по размеру частиц порошка Размер частиц: min - 3 мкм, max - 40 мкм, средний - 20 мкм V Fe 4, 10 0, 21

Подготовка оборудования Материал: Ti 64 Атмосфера рабочей камеры: Ar Мощность лазерного излучения: 400 Вт Температура подогрева платформы: 35ºС Слой построения: 30 мкм Содержание кислорода в рабочей камере (до 0. 1% O 2 для Ti) Режим предустановленных параметров: «Standart» .

Моделирование Схема расположения образцов на рабочей платформе

Результат печати Вертикально выращенные Горизонтально выращенные

Предел текучести Исследование качества Механические свойства Растяжение Сравнение предела текучести образцов и биллетов 178 мм из сплава 6 -4 ELI Временное сопротивление Сравнение предела прочности образцов и биллетов 178 мм из сплава 6 -4 ELI

Относительное удлинение Исследование качества Механические свойства Растяжение Сравнение относительного удлинения образцов и биллетов 178 мм из сплава 6 -4 ELI Относительное сужение Сравнение относительного сужения образцов и биллетов 178 мм из сплава 6 -4 ELI

Исследование качества Механические свойства KCU Сравнение KCU образцов и прутков 25 мм из сплава Вт6 ч Вязкость разрушение Сравнение К 1 с образцов и биллетов 178 мм из сплава 6 -4 ELI

Исследование качества Механические свойства МПа Изгиб с вращением

Исследование качества образцов Макроструктура Горизонтально выращенные образцы Вертикально выращенные образцы без Т/О Сечение перпендикулярное направлению выращивания с Т/О без Т/О 10 мм без Т/О Сечение в направлении выращивания без Т/О

Микроструктура в сечении перпендикулярном выращивания Участок № 4 – начало построения. Участок № 2 расположен на расстоянии 103 мм от плиты-основания. Микроструктура в сечении направления выращивания Участок № 3 расположен на расстоянии 65 мм от плиты-основания. Участок № 1 расположен на расстоянии 120 мм от плиты-основания. Исследование качества образцов Микроструктура вертикальных образцов

Исследование качества образцов Обнаруженные дефекты пора размером ~144 х74 мкм, х500 пора размером ~190 х70 мкм, х500 пора размером ~86 х23 мкм, х500 пора размером ~60 х50 мкм, х500 Количество пор на единицу площади составляет около 13 пор на 1 см²

Выводы 1. Принтер EOSINT M 280 неточно учитывает усадку материала в горизонтальном направлении. 2. При изготовлении моделей возникают высокие внутренние напряжения. 3. На поверхности всех исследуемых образцов и заготовок имеются приплавленные частицы порошка. Слой приплавленных частиц порошка достигает 300 мкм. 4. В процессе 3 D печати содержание основных легирующих элементов и примесей остается примерно на том же уровне, что и в исходном порошке. 5. Макроструктура 3 D образцов: - Не меняется в зависимости от габаритов модели. - Положение образца на плите не влияет на размер и количество пор. - Высота построения не влияет на размер и количество пор. - Задержка печати увеличивает количество и размер пор. 6. Микроструктура образцов соответствует обработке в β – области и представлена иголками мартенсита/α – фазы 7. Выращиваемый материал, у которого большая площадь и угол менее 45º относительно плиты основания, требует дополнительных поддержек, что влечёт дополнительную механическую обработку и повышает затраты.

Разработки Специалисты ОАО «РИЦ» планируют в ближайшее время запускать принтер собственной разработки Ур. АМ 150 D и готовы рассмотреть ваши предложения для проведения работ НИОКР. А ПАО «Корпорация ВСМПОАВИСМА» готовы предоставить помощь в исследовании материала. Ур. АМ-150 D