Investigación sobre las relaciones de causa-efecto entre los parámetros del proceso y las propiedades geométricas resultantes para la deposición de metal láser coaxial basada en alambre
Autores: Zapata, Avelino; Bernauer, Christian; Stadter, Christian; Kolb, Cara G.; Zaeh, Michael F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Coaxial
Deposición de metal por láser
Fabricación aditiva
Parámetros del proceso
Piezas sin defectos
Análisis de regresión
Licencia
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Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
La deposición de metal por láser coaxial con alambre (LMD-w) es un complemento valioso para los procesos de fabricación aditiva ya establecidos en la producción, ya que permite un proceso independiente de la dirección con altas tasas de deposición y alta precisión de deposición. Sin embargo, hay una falta de conocimiento respecto al ajuste de los parámetros del proceso durante el desarrollo del proceso para construir piezas sin defectos. Por lo tanto, en este trabajo, se llevó a cabo un desarrollo de proceso para LMD-w coaxial utilizando un alambre de aluminio AlMg4,5MnZr y un alambre de acero inoxidable AISI 316L. En primer lugar, se identificaron los límites para las combinaciones de parámetros que llevaron a un proceso sin defectos. La proporción entre los parámetros del proceso, energía por unidad de longitud y relación de velocidad, resultó crucial para un proceso sin defectos. Luego, se analizó la influencia de los parámetros del proceso en la altura y el ancho de las perlas individuales para ambos materiales utilizando un análisis de regresión. Se demostró que los modelos lineales son adecuados para describir la correlación entre los parámetros del proceso y las dimensiones de las perlas. Por último, se presenta una fórmula independiente del material para calcular el incremento de altura por capa necesario para un proceso aditivo. Para futuros estudios, los resultados de este trabajo serán una ayuda para el desarrollo de procesos con diferentes materiales.
Descripción
La deposición de metal por láser coaxial con alambre (LMD-w) es un complemento valioso para los procesos de fabricación aditiva ya establecidos en la producción, ya que permite un proceso independiente de la dirección con altas tasas de deposición y alta precisión de deposición. Sin embargo, hay una falta de conocimiento respecto al ajuste de los parámetros del proceso durante el desarrollo del proceso para construir piezas sin defectos. Por lo tanto, en este trabajo, se llevó a cabo un desarrollo de proceso para LMD-w coaxial utilizando un alambre de aluminio AlMg4,5MnZr y un alambre de acero inoxidable AISI 316L. En primer lugar, se identificaron los límites para las combinaciones de parámetros que llevaron a un proceso sin defectos. La proporción entre los parámetros del proceso, energía por unidad de longitud y relación de velocidad, resultó crucial para un proceso sin defectos. Luego, se analizó la influencia de los parámetros del proceso en la altura y el ancho de las perlas individuales para ambos materiales utilizando un análisis de regresión. Se demostró que los modelos lineales son adecuados para describir la correlación entre los parámetros del proceso y las dimensiones de las perlas. Por último, se presenta una fórmula independiente del material para calcular el incremento de altura por capa necesario para un proceso aditivo. Para futuros estudios, los resultados de este trabajo serán una ayuda para el desarrollo de procesos con diferentes materiales.