Användning av storskalig infrastruktur för att studera effekten av processgas i laserpulverbäddssmältning

Forskningsprojekt, 2020

Syfte och mål: Projektet syftar till att öka den grundläggande förståelsen för processgasens effekt på mikrostrukturutvecklingen och resulterande egenskaper vid additivtillverkning med laserbaserad smältning i pulverbädd (”laser powder bed fusion”, L-PBF). Processgaser för LPBF begränsas normalt till kväve och argon, men användning av gaser med hög konduktivitet som helium tros möjliggöra ökad produktivitet för LPBF-processen och finare mikrostruktur. Målet är därför att nyttja möjligheten till studier in-situ för att studera effekten av He och dess blandningar på LPBF-processen. Projektet drivs av industriellt intresse från Linde Gas AB. Förväntade effekter och resultat: Resultaten av projektet gör det möjligt att nå en grundläggande förståelse för effekten av He och dess blandningar på LPBF-processen och komponentegenskaperna. Detta gör det möjligt att ta fram skräddarsydda He-baserade gasblandningar och möjliggöra framtida integration av dem i industriell LPBF-tillverkning. Detta skulle att väsentligt öka LPBF-produktionshastigheten upp till 40% utan att kompromissa med komponentegenskaperna.
Upplägg och genomförande: Mikrostrukturutveckling kommer att studeras in-situ med hjälp av synkrotronröntgendiffraktion genom användning av en unik L-PBF-installation utvecklad vid Paul Scherrer-institutet, där mätningen kommer att genomföras vid MicroXAS- och MS-strålrören vid Swiss Light Source. Restspänningarna, som bestäms av materialets termiska historia kommer att studeras med högenergiröntgendiffraktion på CoreLab vid Helmoltz Zentrum Berlin (HZB).