研究

ORNL和Senvol发表了关于如何评价3D打印工艺参数的技术报告

橡树岭国家实验室(ORNL),以及增材制造数据专家Senvol他发表了一份关于工业3D打印谱系数据收集的技术报告。

该研究结果是一项为期两年的合作研发协议的结果,ORNL与Senvol合作评估并完善了该公司的标准操作程序(SOP),这是一份100多页的手册,详细介绍了如何生成工艺参数影响的纯种数据。一旦ORNL的独立反馈被整合到SOP中,合作伙伴将其用于a上的3D打印测试构建,评估该文档的有效性概念激光X线1000R PBF 3D打印机与铝硅镁合金。

ORNL的安全与数字制造主管Ryan Dehoff表示:“该项目将对帮助增材制造行业理解生产谱系数据的必要性产生重大影响。我们已经证明,谱系数据收集对于理解增材制造材料的质量至关重要,并确保准确提取信息所需的所有微妙数据都得到了捕捉。”

概念激光X线1000R 3D打印机。照片通过概念激光。
概念激光X线1000R 3D打印机。照片通过概念激光。

Senvol的标准操作程序是什么?

SOP旨在帮助组织确保每个过程参数数据生成项目都遵循一个经过试验和测试的标准程序。它概述了需要考虑的复杂的例子,如标本几何形状,要3D打印的标本数量,以及如何捕捉所有正在测试的过程变量的影响。该文件还提供了关于测试计划程序、材料处理,甚至需要遵循哪些行业标准的指导。

ORNL的粉末金属研究员Peeyush Nandwana解释道:“该SOP涵盖了诸如收集适当的几何信息、AM技术的关键加工参数以及任何关键材料测试协议等主题。这对于理解真实的物质反应非常关键,特别是当使用多元分析方法时,这些变量可能是相互关联的。”

72年抗拉酒吧

为了测试SOP的有效性,partner 3D打印了72个拉伸棒样品,这些样品具有不同的打印参数,如激光功率、扫描速度和层厚度。然后,零件进行拉伸测试程序,以确定其机械性能。这使得合作伙伴可以将拉伸数据输入Senvol毫升-该公司的机器学习软件-为了确定参数和3D打印铝棒的后续抗拉强度之间的相关性。

测试得出的关键结论包括层厚和延伸率之间的负相关关系。另一方面,随着激光能量密度的增加,延伸率也随之增加,固井理论认为延伸率的分散是由于零件中存在孔洞和缺陷造成的。有趣的是,铝棒的屈服强度和极限抗拉强度与层厚和能量密度均无相关性,说明3D打印件的强度性能更依赖于组织。

Senvol总裁Annie Wang总结道:“ORNL在增材制造方面拥有卓越的专业知识,因此我们非常高兴能与他们在这个项目上合作。总的来说,我们能够证明,在这项工作中,在规模上生成数据,并利用Senvol机器学习软件Senvol ML的相关函数,可以为分离不同变量对最终材料性能和性能的影响提供基础。这对开发新材料和机器的工艺参数特别有帮助。”

以72个铝质拉伸棒为样本,评价SOP的效果。通过ORNL的照片。
以72个铝质拉伸棒为样本,评价SOP的效果。通过ORNL的照片。

有关SOP和为期两年的项目的进一步详情,请参阅题为“收集高系谱AM数据进行数据分析和相关性分析”。

了解了数据生成的重要性,一队研究人员从FAMU-FSU工程学院最近开发了一种理想的参数集石墨烯基结构的3D打印。经过一系列的测试,该团队发现打印压力和喷嘴直径等因素对复合材料的性能有影响。

在其他地方,在航空航天领域,3D打印机制造商SLM的解决方案最近与制造集团合作霍尼韦尔为…产生一个参数集3D打印铝F357通过laser-PBF。据报道,作为两家公司正在进行的合作的一部分,这种材料能够使3D打印部件的性能优于那些压铸部件。

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特色图像显示了一个概念激光X线1000R建造室。照片由莫纳什大学提供。