Project

Metallurgisk optimering af 3D printed maraging stål

Publisher

Supervisor

Location

Greater Copenhagen area

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.

In collaboration with

Dagny Primdahl

Download Materials

Search in postings
Contact

Company / Organization

DTU Mekanik

Name

Dorte Juul Jensen

Position

Professor, dr. techn.

Mail

doje@mek.dtu.dk

Supervisor info

MSc in Materials and Manufacturing Engineering

Supervisor

Dorte Juul Jensen

Co-supervisors

Yubin Zhang, Tianbo Yu

Type

MSc thesis

Must be completed

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

Technical University of Denmark

For almost two centuries DTU, Technical University of Denmark, has been dedicated to fulfilling the vision of H.C. Ørsted – the father of electromagnetism – who founded the university in 1829 to develop and create value using the natural sciences and the technical sciences to benefit society.


Today, DTU is ranked as one of the foremost technical universities in Europe, continues to set new records in the number of publications, and persistently increases and develops our partnerships with industry, and assignments accomplished by DTU’s public sector consultancy.

Find us here

Anker Engelunds Vej 1
Bygning 101A
2800 Kgs. Lyngby

Denmark



Tlf. (+45) 45 25 25 25

CVR-nr. 30 06 09 46

All vacant positions
 

loading..