Effects of Titanium alloy powder characteristics on the quality of parts produced by additive manufacturing and how to control them

钛合金粉末特性对增材制造零件质量的影响及控制

• 批准号: 554595-2020
• 负责人: Bocher, Philippe
• 金额: $ 2.19万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=720571
• 关键词: Effects; Titanium; alloy; powder; characteristics

Metal powders are used in additive manufacturing (AM) processes. With these processes, parts with uniform microstructure and acceptable porosity levels are produced. If the quality of the powder is acceptable, optimized manufacturing parameters can be defined to make the process robust. Current technical challenges include the possibility of operating metal powders with variable characteristics. The process parameters in AM will then have to be adapted to certify minimum in-service properties for the produced parts. In particular, the particle size distribution of powders influences the microstructure, the fraction and maximum size of defects on the surface or in the microstructure. These defects affect mechanical properties and service performance. The process parameters may need to be adapted to ensure that the manufactured parts are in a proper manner. For rapid production a combination of 1) Identifying and monitoring the effect of metallic powders characteristics and proper process parameters on final service properties and 2) Certifying intended service properties of the manufactured parts is essential. This combination could be demonstrated as main objective of industry 4.0. It is necessary to have reproducible and reliable processes, whatever the batch of powder used, and to be able to produce batches of a single part with the required properties. So, this project is defined in order to better document the challenges mentioned above and find solutions to increase the versatility of additive manufacturing.#(cr)#(lf)Les poudres métalliques sont utilisées dans les procédés de fabrication additive (FA). Avec ces procédés, des pièces ayant une microstructure uniforme et des niveaux de porosités acceptables. Si la qualité de la poudre utilisée est constante, des paramètres de fabrication optimisés peuvent être définis pour rendre le procédé robuste. Les défis techniques actuels comprennent la possibilité de fonctionner adéquatement avec des poudres métalliques ayant des caractéristiques qui varient. Il faudra alors adapter les paramètres procédés en FA afin de certifier des propriétés en service minimales pour les pièces produites. Spécialement, la distribution granulométrique des poudres influence la microstructure, les défauts produits et leurs tailles maximales, en surface ou dans le matériau. Ces défauts affectent les propriétés mécaniques et les performances de service.Les paramètres du procédé doivent être éventuellement adaptés pour permettre d'assurer une production conforme des pièces, mais parfois, une pénalité sur les pièces produites doit être envisagée. L'identification des effets de la combinaison des caractéristiques des poudres métalliques et des paramètres de procédé utilisés sur la certification des propriétés de service prévues des pièces fabriquées devient essentielle dans la production rapide, et ceci d'autant plus que l'industrie 4.0 prend son essor. Il est nécessaire d'avoir des procédés reproductibles et fiables, quel que soit le lot de poudre utilisé, et être capable de produire des lots d'une seule pièce aux propriétés requises. Donc, ce projet est défini afin de mieux documenter les défismentionnés ci-dessus et de trouver des solutions pour augmenter la versatilité des pareils conventionnels d'impression 3D.

金属粉末用于增材制造（AM）工艺。通过这些工艺，可以生产出具有均匀微观结构和可接受孔隙率水平的部件。如果粉末的质量是可接受的，则可以定义优化的制造参数以使工艺稳健。当前的技术挑战包括操作具有可变特性的金属粉末的可能性。然后，必须调整AM中的工艺参数，以证明所生产部件的最低使用性能。特别地，粉末的粒度分布影响微观结构、表面上或微观结构中的缺陷的分数和最大尺寸。这些缺陷影响机械性能和使用性能。可能需要调整工艺参数以确保所制造的部件以适当的方式。对于快速生产，1）识别和监测金属粉末特性和适当工艺参数对最终使用性能的影响，2）证明所制造零件的预期使用性能是必不可少的。这种结合可以被证明是工业4.0的主要目标。无论使用哪一批粉末，都必须具有可重复和可靠的工艺，并能够生产具有所需性能的单个零件的批次。因此，这个项目的定义是为了更好地记录上述挑战，并找到解决方案，以提高增材制造的多功能性。(cr)#（lf）Les poudres metalliques sont utilisées dans les procédés de fabrication additive（FA）.通过该工艺，工件具有均匀的微观结构和可接受的孔隙率。如果使用的电源质量恒定，则制造优化参数将有所提高，以实现工艺的稳健性。Les défis techniques actuels comprennent la possibilité de fonctionner adéquatement avec des poudres métalliques ayant des caractéristiques qui varient. Il faudra alors adapter les paramètres procédés en FA afin de certifier des propriétés en service minimales pour les pièces produites.具体而言，粉末的粒度分布影响材料表面或内部的微观结构、缺陷和最大值。Ces defauts affectent les propriétés mécaniques et les performances de service.Les paramètres du procédé doivent être éventuellement adaptés pour permettre d'assurer une production conforme des pièces，迈斯parfois，une pénalité sur les pièces produites doit être envisagée.确定金属粉末特性和工艺使用参数组合对快速生产过程中出现偏差的部件的维修性能认证的影响，并确定工业4.0的发展方向。Il est nécessaire d'avoir des procédés reproductibles et fiables，quel que soit le lot de poudre utilisé，et être capable de produire des lots d'une poule pièce aux propriétés requises.因此，该项目是一个非常好的文件，它记录了各种缺陷，并找到了解决方案，以增强传统印象3D模型的可靠性。