Métodos de fabricación inducidos variaciones de propiedades en Ti6Al4V utilizando mecanizado de alta velocidad y fabricación aditiva (AM)
Autores: Yadav, Shivam Pradeep; Pawade, Raju S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fabricación aditiva
Calidad de superficie
Defectos
Aleación de titanio
Condiciones de mecanizado
Acabado superficial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de fabricación aditiva están reemplazando los procesos de mecanizado sustractivo convencionales; sin embargo, la calidad de la superficie y los defectos han sido un obstáculo clave para expandir los usos de la fabricación aditiva (AM). Este artículo describe investigaciones experimentales en el mecanizado seco a alta velocidad y la fabricación aditiva (AM) de aleación de titanio (Ti6Al4V), discutiendo el efecto de las condiciones de mecanizado y AM en las características de la superficie debido a la capa de microdeformación. El análisis de las superficies mecanizadas muestra la deposición de micropartículas a una alta velocidad de corte de 170 m/min a tasas de avance moderadas. El efecto predominante de ablandamiento térmico a alta velocidad de corte causa la reestructuración de la capa de microdeformación. Así, la superficie mecanizada muestra menos alteraciones y una rugosidad superficial correspondientemente más baja. Una alta velocidad de corte también favorece la inducción de altas tensiones residuales que son compresivas. Se observan surcos poco profundos a lo largo de la superficie con un mayor profundidad de corte de 0.8 mm. Un aumento en la velocidad de corte de 170 m/min a 190 m/min conduce a un aumento del 61% en el acabado superficial debido a un aumento en la temperatura de mecanizado que lleva al ablandamiento térmico, y ocurre la reestructuración subsiguiente de la capa superficial mecanizada. Para la tasa de avance, los valores de acabado superficial disminuyen gradualmente a medida que aumenta la tasa de avance, y el peor acabado de 1.37 um se alcanza a una tasa de avance de 0.875 mm/rev. Este estudio también compara diferentes procesos de AM para Ti6Al4V basándose en los defectos y sus efectos en las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y la fatiga. Se observó que la resistencia a la tracción última y la resistencia de fluencia eran aproximadamente un 20% más en SLM y deposición de energía directa en comparación con la fusión por haz de electrones. El mecanismo de estos efectos también se explica elaborando sobre la influencia del tamaño de grano, fase y otros comportamientos microestructurales en las propiedades mecánicas finales de la pieza producida.
Descripción
Las técnicas de fabricación aditiva están reemplazando los procesos de mecanizado sustractivo convencionales; sin embargo, la calidad de la superficie y los defectos han sido un obstáculo clave para expandir los usos de la fabricación aditiva (AM). Este artículo describe investigaciones experimentales en el mecanizado seco a alta velocidad y la fabricación aditiva (AM) de aleación de titanio (Ti6Al4V), discutiendo el efecto de las condiciones de mecanizado y AM en las características de la superficie debido a la capa de microdeformación. El análisis de las superficies mecanizadas muestra la deposición de micropartículas a una alta velocidad de corte de 170 m/min a tasas de avance moderadas. El efecto predominante de ablandamiento térmico a alta velocidad de corte causa la reestructuración de la capa de microdeformación. Así, la superficie mecanizada muestra menos alteraciones y una rugosidad superficial correspondientemente más baja. Una alta velocidad de corte también favorece la inducción de altas tensiones residuales que son compresivas. Se observan surcos poco profundos a lo largo de la superficie con un mayor profundidad de corte de 0.8 mm. Un aumento en la velocidad de corte de 170 m/min a 190 m/min conduce a un aumento del 61% en el acabado superficial debido a un aumento en la temperatura de mecanizado que lleva al ablandamiento térmico, y ocurre la reestructuración subsiguiente de la capa superficial mecanizada. Para la tasa de avance, los valores de acabado superficial disminuyen gradualmente a medida que aumenta la tasa de avance, y el peor acabado de 1.37 um se alcanza a una tasa de avance de 0.875 mm/rev. Este estudio también compara diferentes procesos de AM para Ti6Al4V basándose en los defectos y sus efectos en las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y la fatiga. Se observó que la resistencia a la tracción última y la resistencia de fluencia eran aproximadamente un 20% más en SLM y deposición de energía directa en comparación con la fusión por haz de electrones. El mecanismo de estos efectos también se explica elaborando sobre la influencia del tamaño de grano, fase y otros comportamientos microestructurales en las propiedades mecánicas finales de la pieza producida.