Analysis of selected properties of an article made from metal powder using laser additive manufacturing

• Autorzy: Mazurkiewicz A. , Nędzi B.

Warianty tytułu

PL

Analiza wybranych właściwości wyrobu wykonanego z proszków metali metodą laserowego wytwarzania przyrostowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article points out the need for knowledge about the relationships of many technological features for items produced by selective laser melting of metal powders. The importance of the orientation of the produced element relative to the work table of the machine both in terms of the effect on the mechanical properties and surface quality of the product is shown. Inaccuracies in shape and representation of the real dimensions of the internal and external outlines are presented. The anisotropy of the structure and the resulting differentiation is shown. Attention is paid to different conditions in the incremental production in the area of one layer where the consolidation of the metal powder takes place in one impact of the laser beam, and the connection with the next layers is carried out by thermal effect from the preceding layer, in a much lower temperature. The ability to remove the anisotropy of the structure by homogenizing annealing is shown. Knowledge of the characteristics of the articles produced with incremental technologies is extremely important when selecting production parameters, especially in case of designing responsible machine parts subjected to higher loads.

PL

W artykule wskazano na potrzebę wiedzy o zależnościach wielu cech technologicznych dla elementów wytwarzanych na drodze selektywnego stapiania laserowego z proszków metali. Określono znaczenie zorientowania wytwarzanego elementu względem stołu roboczego maszyny, zarówno w aspekcie wpływu na właściwości mechaniczne wyrobu oraz jakość powierzchni wykonanego kształtu. Wskazano na niedokładności kształtu oraz odwzorowanie wymiarów rzeczywistych wykonanych zarysów wewnętrznych i zewnętrznych. Wykazano anizotropię struktury i wynikające z tego zróżnicowanie. Zwrócono uwagę na różne warunki wytwarzania przyrostowego w obszarze jednej warstwy, gdzie konsolidacja metalicznego proszku przebiega w trakcie jednego oddziaływania wiązki laserowej. Natomiast połączenie ze sobą kolejnych warstw odbywa się poprzez wpływ cieplny powstającej warstwy na poprzednią, w znacznie niższej temperaturze. Wykazano możliwość usunięcia anizotropii struktury przez wyżarzanie ujednorodniające. Wiedza o właściwościach wyrobów wytwarzanych w technologii przyrostowej jest niezwykle istotna przy doborze parametrów wytwarzania, szczególnie w przypadku projektowania odpowiedzialnych części maszyn poddanych większym obciążeniom.

Słowa kluczowe

EN

incremental production; selective laser sintering; SLS; selective laser melting; SLM; metal powder; porous structure; laser

PL

wytwarzanie przyrostowe; selektywne spiekanie laserowe; SLS; selektywne stapianie laserowe; SLM; proszek metalu; struktura porowata; laser

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 2
• Strony: 79--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Mazurkiewicz A.

• University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Mechanical Engineering

autor

Nędzi B.

• University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Mechanical Engineering

Bibliografia

• 1. Yasa E., Kruth J.: Application of laser re-melting on selective laser melting parts. Advances in Production Engineering & Management. 2011, 6, 259-270.
• 2. Kruth J., Mercelis P., Froyen L., Rombouts M.: Binding mechanisms in Selective Laser Sintering and Selective Laser Melting. University of Leuven, Dept. of Metallurgy and Materials Engineering. 2004, August 4, 44-59.
• 3. Dimov S., Pham D., Lacan F., Dotchev K.: Rapid tooling applications of the selective laser sintering process. Assembly Automation, 2001, Vol. 21, 296-302.
• 4. Regenfuss P., Hartwig L.: Industrial freeform generation of microtools by laser micro sintering. Rapid Prototyping J. 2005, 11/1, 18-26.
• 5. Simchi A., Petzoldt F., Pohl H.: On the development of direct metal laser sintering for rapid tooling. Journal of Materials Processing Technology. 2003, 141, 319-328.
• 6. www.renishaw.com.
• 7. Laohaprapanon A., Jeamwatthanachai P., Wongcumchang M., Chantarapanich N., Chantaweroad S., Sitthiseripratip K., Wisutmethangoon S.: Optimal Scanning Condition of Selective Laser Melting Processing with Stainless Steel 316L Powder. Advanced Materials Research. 2012, Vols. 341-342, 816-820.
• 8. www.iq-evolution.com.
• 9. Hengfeng G., Haijun G., Dilip J., Deepankar P., Hicks A., Doak H., Stucker B.: Effects of Powder Variation on the Microstructure and Tensile Strength of Ti6Al4V Parts Fabricated by Selective Laser Melting. International Journal of Powder Metallurg. 2015, Vol. 51, 470-483.
• 10. Spierings A., Herres N., Levy G.: Influence of the particle size distribution on surface quality and mechanical properties in AM steel parts. Rapid Prototyping Journal. Vol. 17, 3, 195-202.
• 11. Liu B., Wildman R., Tuck C., Ashcroft I., Hague R.: Investigation the effect of particle size distribution on processing parameters optimization in Selective Laser Melting process. Additive Manufacturing Research Group, Loughborough University. 2011, 227-238.
• 12. Laohaprapanon A., Jeamwatthanachai P., Wongcumchang M., Wisutmethangoon S.: Optimal Scanning Condition of Selective Laser Melting Processing with Stainless Steell 316L Powder. Advanced Materials Research. 2012, 341-342.
• 13. Materials Company Renishaw.
• 14. Mazurkiewicz A., Nędzi B.: Ocena jakości wykonania wybranego elementu z proszków metali metodą laserowego wytwarzania przyrostowego. AUTOBUSY Eksploatacja i Testy, nr 12/2016, s. 1204-1211.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).