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Apr 07, 2024

Liberty Powder Metals migliora la resa della polvere AM in metallo

11 novembre 2022 Condividi sulla tua rete: Liberty Powder Metals (LPM), parte di Liberty Steel Group di GFG Alliance, ha identificato una configurazione di processo che aumenta la resa dell'additivo atomizzato

11 novembre 2022

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Liberty Powder Metals (LPM), parte del Liberty Steel Group di GFG Alliance, ha identificato una configurazione di processo che aumenta la resa delle polveri atomizzate per la produzione additiva.

Il progetto DANDY 2, finanziato da Innovate UK, ha collegato con successo la modellazione del processo di atomizzazione tramite fluidodinamica computazionale (CFD) e modellazione sperimentale (EM) con le operazioni dell'impianto per aumentare la resa delle polveri di produzione additiva con una distribuzione granulometrica di 15 -45 μm, di oltre il 40% attraverso un'ottimizzazione della progettazione iterativa delle modifiche dell'ugello dell'atomizzatore del liquido e del processo di produzione della polvere. Ciò ha comportato una collaborazione di ricerca e sviluppo con il Materials Processing Institute, Middlesborough, North Yorkshire, Regno Unito.

Durante il progetto durato un anno, il CFD ha simulato i flussi di gas, l'orifizio, i nuovi design degli ugelli, il collegamento della temperatura di ingresso del gas alla velocità di atomizzazione, il collegamento della pressione di ingresso del gas alla pressione di aspirazione (convalidato incrociato mediante misurazione dell'impianto), lo spessore della guarnizione ha modificato sia la velocità di atomizzazione e pressione di aspirazione. EM ha fornito fiducia nella sicurezza della macchina, ha consentito un'ulteriore modellazione dello spessore della guarnizione e modifiche al design dell'ugello. La CFD combinata con l'EM sullo sviluppo della progettazione degli ugelli, inclusa la registrazione video ad alta velocità a 115.000 fotogrammi al secondo, fornisce una convalida incrociata tra i flussi del modello e rispetto alle prestazioni degli ugelli.

LPM ha completato 193 fusioni di atomizzatori di 316L e lega 718, con prove individuali su design e materiale degli ugelli, piastra dell'orifizio, spessore della guarnizione, temperatura di ingresso del gas, pressione di ingresso del gas (sia in stato dinamico che stazionario). Ciascun parametro ha influenzato la produzione additiva che, se combinati, hanno prodotto una resa AM cumulativa che aumenta al 57%. Strumenti di apprendimento automatico sono stati applicati a questo set di dati dall'Università di Swansea e dal Materials Processing Institute in modo indipendente e, sebbene il set di dati fosse piccolo in termini di "big data", questi strumenti hanno confermato i risultati delle prove sugli impianti e identificato vari parametri su cui indagare ulteriormente.

Le polveri provenienti da ventiquattro fusioni sono state completamente caratterizzate per valutare la fluidità e le caratteristiche morfologiche. Queste polveri sono state utilizzate anche per costruire provini meccanici mediante la produzione additiva. Si è riscontrato che la polvere ottenuta dalle prove ad alto rendimento era di buona qualità, facile da produrre e dotata di buone proprietà meccaniche.

Dalla modellazione, dalle prove sugli impianti, dall'apprendimento automatico e dalla caratterizzazione delle polveri, è stata identificata una nuova configurazione per aumentare la resa per la produzione di polveri LPM AM.

Il progetto, finanziato da Innovate UK, ha esaminato anche l'uso di strumenti audiometrici e di monitoraggio delle vibrazioni sull'atomizzatore per fornire feedback e controllo in tempo reale. LPM intende continuare lo sviluppo di questa tecnologia.

www.libertysteelgroup.com

www.mpiuk.com

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