PFI-TT: Enabling Affordable Titanium Foil and Sheet by Machining-Based Deformation Processing
PFI-TT:通过基于机加工的变形处理实现经济实惠的钛箔和钛板
基本信息
- 批准号:2141180
- 负责人:
- 金额:$ 25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-04-15 至 2024-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project is to develop a highly-efficient manufacturing process for production of lightweight titanium alloy in thin gauge formats. Conventional multistage flat and pack rolling processes for titanium, although mature and large-scale, are highly energy-intensive, with large emissions, and costly infrastructure. This project will produce sheet, foil and wire formats in a single step, with novel mechanical property combinations of higher strength and formability not achievable by current sheet rolling processes. The property combinations are expected to enable improved structural performance and lightweight materials for the aerospace, automotive, and energy sectors. The machining-based processing will provide a sustainable manufacturing system for sheet, foil and wire from a range of commercial lightweight alloys such as titanium, aluminum and magnesium. Importantly, the new process requires lower energy ( 50% reduction) and compact infrastructure compared to current rolling facilities. The Partnership will also contribute to broadening the participation of underrepresented groups in innovation, and positively impact engineering education.The proposed project will provide a new energy-efficient process alternative to current multistage rolling processes characterized by large energy usage and emissions, and high cost. To realize this goal, the project will address three objectives. First, hybrid-machining process parameters will be optimized by systematic study of how deformation plasticity conditions influence sheet-metal structure and properties. Second, process attributes will be characterized in terms of product quality (surface finish, properties), process energy, and production rate and cost. Last, by integrating the results, a systems framework will be defined in a pre-commercial production process for titanium and titanium alloy foil/sheet formats. The manufacturing benefits will be quantified in terms of process energy savings, material property enhancements, production cost, and applicability to varied material systems.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这种创新合作伙伴关系的更广泛的影响/商业潜力 - 技术翻译(PFI-TT)项目是开发一种高效的制造过程,以生产轻质钛合金以薄型量规格的形式生产。钛的常规多阶段平坦和包装滚动过程,尽管成熟和大规模大规模,但具有高能源密集型,具有较大的排放和昂贵的基础设施。该项目将在一个步骤中产生纸张,箔和电线格式,并具有新型的机械性能组合,具有较高的强度和可表达性,无法通过当前纸滚动过程来实现。预计该性质组合将为航空航天,汽车和能源部门提供改进的结构性性能和轻质材料。基于加工的加工将提供一种可持续的制造系统,用于从一系列商用轻质合金(例如钛,铝和镁)中提供的板材,箔和电线。重要的是,与当前的滚动设施相比,新过程需要较低的能源(减少50%)和紧凑的基础设施。该合作伙伴关系还将有助于扩大代表性不足的团体参与创新的参与,并对工程教育产生积极影响。拟议的项目将为当前的多阶段滚动流程提供新的节能过程替代,这些过程以大型能源使用和排放和高成本为特征。为了实现这一目标,该项目将解决三个目标。首先,通过系统研究变形可塑性条件如何影响金属结构和特性,将优化杂交过程参数。其次,过程属性将以产品质量(表面饰面,属性),过程能量以及生产率和成本来表征。最后,通过整合结果,将在钛和钛合金箔/工作表格格式的商业前生产过程中定义系统框架。制造福利将根据流程节省,物质财产的增强,生产成本以及对各种材料系统的适用性进行量化。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子和更广泛影响的评估来评估的支持标准。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Single‐Step Deformation Processing of Ultrathin Lithium Foil and Strip
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- DOI:10.1002/admt.202301315
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:6.8
- 作者:Mohanty, Debapriya P.;Mann, James B.;Payathuparambil, Vijayakumar Niranjan;Baruah, Sweta;Román‐Kustas, Jessica K.;Kustas, Andrew B.;Sugihara, Tatsuya;Trumble, Kevin P.;Chandrasekar, Srinivasan
- 通讯作者:Chandrasekar, Srinivasan
Large-scale metal strip for power storage and energy conversion applications by machining-based deformation processing
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- DOI:10.1016/j.cirp.2023.04.084
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
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- 通讯作者:Chandrasekar, Srinivasan
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