Investigación de las propiedades del material de estructuras de pared fabricadas con acero inoxidable 316L mediante fusión por lecho de polvo láser
Autores: Vu, Hoang Minh; Meiniger, Steffen; Ringel, Björn; Hoche, Holger Claus; Oechsner, Matthias; Weigold, Matthias; Schmitt, Matthias; Schlick, Georg
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fusión por lecho de polvo
Haz de láser
Metales
Directiva de equipos a presión
Acero inoxidable austenítico
Métodos de calificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Para hacer que la fusión por lecho de polvo (PBF) a través de un rayo láser (LB) para metales (M) esté disponible para componentes altamente regulados, como equipos a presión de acuerdo con la Directiva de Equipos a Presión, es necesario establecer métodos de calificación específicos del sistema para abordar el comportamiento del material inhomogéneo dependiente del proceso y la geometría. Por lo tanto, se investigaron las propiedades del material del acero inoxidable austenítico (316L) y sus influencias en las estrategias de calificación normativamente aceptables en este estudio. Se produjeron especímenes de prueba de tracción planos mediante dos sistemas de fabricación idénticos en construcción y se compararon con especímenes producidos a partir de material de chapa laminada convencionalmente. Los especímenes se compararon en las direcciones de construcción horizontal y vertical en relación con diferentes ángulos de inclinación, grosores de pared y áreas de sección transversal. A pesar de configuraciones de proceso, parámetros y materia prima de polvo idénticos, se pudieron observar diferencias en el comportamiento mecánico. Además, las propiedades mecánicas, la rugosidad de la superficie y la densidad mostraron dependencias del grosor de la pared y el ángulo de inclinación. En particular, la influencia del grosor de la pared no se ha abordado en publicaciones sobre PBF-LB/M anteriormente. Estos resultados sugieren que los componentes dependientes de la geometría y del sistema pueden diseñarse en función de los datos asociados de los procesos de calificación. Por lo tanto, se sugiere un nuevo método de calificación basado en las propiedades de la estructura de la pared para los procesos de calificación estándar de componentes con estructuras de pared, como equipos a presión.
Descripción
Para hacer que la fusión por lecho de polvo (PBF) a través de un rayo láser (LB) para metales (M) esté disponible para componentes altamente regulados, como equipos a presión de acuerdo con la Directiva de Equipos a Presión, es necesario establecer métodos de calificación específicos del sistema para abordar el comportamiento del material inhomogéneo dependiente del proceso y la geometría. Por lo tanto, se investigaron las propiedades del material del acero inoxidable austenítico (316L) y sus influencias en las estrategias de calificación normativamente aceptables en este estudio. Se produjeron especímenes de prueba de tracción planos mediante dos sistemas de fabricación idénticos en construcción y se compararon con especímenes producidos a partir de material de chapa laminada convencionalmente. Los especímenes se compararon en las direcciones de construcción horizontal y vertical en relación con diferentes ángulos de inclinación, grosores de pared y áreas de sección transversal. A pesar de configuraciones de proceso, parámetros y materia prima de polvo idénticos, se pudieron observar diferencias en el comportamiento mecánico. Además, las propiedades mecánicas, la rugosidad de la superficie y la densidad mostraron dependencias del grosor de la pared y el ángulo de inclinación. En particular, la influencia del grosor de la pared no se ha abordado en publicaciones sobre PBF-LB/M anteriormente. Estos resultados sugieren que los componentes dependientes de la geometría y del sistema pueden diseñarse en función de los datos asociados de los procesos de calificación. Por lo tanto, se sugiere un nuevo método de calificación basado en las propiedades de la estructura de la pared para los procesos de calificación estándar de componentes con estructuras de pared, como equipos a presión.