Projekt

Metallurgisk optimering af 3D printed maraging stål

Udbyder

Vejleder

Sted

København og omegn

Metallurgisk optimering af 3D printed maraging stål.

samarbejde mellem DTU Mekanik og Grundfos A/S

Baggrund

Additiv fremstilling/3D print er en produktions metode som er i markant vækst. Internationalt investeres store summer i udvikling af maskiner, processer, råmaterialer samt i uddannelse af operatører og designerer.

Udviklingen har inden for de sidste år betydet at flere og flere ser muligheden for at anvende 3D print som produktionsmetode og ikke kun til prototype fremstilling.

Hos Grundfos er der de senere år investeret massivt i både udstyr og personale, og allerede i dag anvendes 3D print til fremstilling af produktions udstyr f.eks.  jigs&fixtures og værkstøjsindsatser.
Fremadrettet er forventningen, at 3D-print vil vinde indpas i endnu højere grad både som resultat af re-design af nuværende parter samt ved udvikling af nye designs hvor 3D-print er tænkt ind fra starten.

Forskning indenfor 3D print er ligeledes intens internationalt. Specielt indenfor 3D printning af metalliske komponenter er der fokus på at forstå dannelsen og betydningen af porer/huller, fasesammensætning, indre spændinger, samt komplekse mikrostrukturer

Grundfos fremstiller i dag dele i maraging stål af typen 18N-300 typen. Maraging stål hærdes ved hjælp af en ældningsproces, hvorved der udfældes intermetalliske partikler i materialet.

Ved konventionelt fremstillet maraging stål foretages der typisk en varmebehandling af stålet således at mikrostrukturen er ”nulstillet” inden stålet ældes. For 3D-printet materialer er der tale om en anderledes start struktur, da der principielt er tale om mikrosvejsninger, og der ikke foretages en varmebehandling inden ældningen.

Det et kendt fænomen at ældningstid og temperatur har en betydning for den mekaniske styrke af stålet. I litteraturen findes der eksempler på at den samme varmebehandling ikke resulterer i de sammen mekaniske egenskaber for 3D-printede emner som for konventionelt fremstillede emner. Yderligere er det også observeret, at de 3D-printede materialer indeholder en del rest austenit inden ældning samt en mængde omdannet austenit efter ældning. Tilstedeværelsen af austenit formodes, at være en af grundene til ringere mekaniske værdier for de printede emner end i tilsvarende fremstillet konventionelt.

 

Projekt ide:

Undersøgelse af betydningen af tid og temperatur på mikrostrukturen og den mekanisk styrke af 3D-printet maraging stål emner sammenlignet med konventionelt fremstillede emner. Mængde af austenit, inklusions størrelse og den mekaniske styrke målt som hårdhed, trækstyrke samt forlængelse skal karakteriseres for 5-10 emner ældet ved forskellige temperaturer i 3-10timer.

Mikrostrukturerne undersøges ved optisk og elektron mikroskopi. De mekaniske egenskaber karakteriseres ved hårdhedsmålinger, trækprøving og med Charpy tests. Trækprøverne vil være bearbejdede emner, sådan at usikkerheden fra overflade ruhed elimineres.

Ud over den eksperimentelle karakterisering vil projektet omfatte udarbejdelse af en vejledning for optimal varmebehandling af 3D printede maraging stål emner.

I samarbejde med

Dagny Primdahl

Download materiale

Søg i opslag
Kontakt

Virksomhed/organisation

DTU Mekanik

Navn

Dorte Juul Jensen

Stilling

Professor, dr. techn.

Mail

doje@mek.dtu.dk

Vejleder-info

Kandidatuddannelsen i Materiale- og Procesteknologi

Vejleder

Dorte Juul Jensen

Medvejledere

Yubin Zhang, Tianbo Yu

Type

Kandidatspeciale

Skal have taget

41658 or 41664 or (41744, 41656, 41658, 41661)

OM DTU

DTU er et teknisk eliteuniversitet med international rækkevidde og standard. Vores mission er at udvikle og nyttiggøre naturvidenskab og teknisk videnskab til gavn for samfundet. 10.000 studerende uddanner sig her til fremtiden, og 5.700 medarbejdere har hver dag fokus på uddannelse, forskning, myndighedsrådgivning og innovation, som bidrager til øget vækst og velfærd.

Find os her

Anker Engelunds Vej 1
Bygning 101A
2800 Kgs. Lyngby


45 25 25 25

dtu@dtu.dk

CVR-nr. 30 06 09 46

Liste over EAN Numre

Job på DTU

Se alle jobs
 

loading..