Fabricación Aditiva de la Aleación 17-4PH: Ajuste de la Orientación de Impresión para Mejorar el Rendimiento en Aplicaciones Aeroespaciales
Autores: Kovacs, Sandor Endre; Miko, Tamas; Troiani, Enrico; Markatos, Dionysios; Petho, Daniel; Gergely, Greta; Varga, Laszlo; Gacsi, Zoltan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Fabricación Aditiva de la Aleación 17-4PH: Ajuste de la Orientación de Impresión para Mejorar el Rendimiento en Aplicaciones Aeroespaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Fabricación aditiva
Formas complejas
Elementos estructurales ligeros
Industria aeroespacial
Aleaciones de acero
Orientación de construcción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación aditiva (AM) es uno de los mercados de más rápido crecimiento de nuestro tiempo. Durante su trayectoria en los últimos 30 años, su clave para el éxito ha sido que puede producir fácilmente formas extremadamente complejas y no está limitada por problemas de herramientas cuando se desea un cambio en la geometría. Esta flexibilidad conduce a posibles soluciones para crear elementos estructurales ligeros mientras se mantienen las propiedades mecánicas en un valor de factor de reserva estable. En la industria aeroespacial, varios tipos de elementos estructurales para partes de fuselaje y alas están hechos de diferentes tipos de aleaciones de acero, como el acero inoxidable 17-4PH, que generalmente se fresan a partir de un material en bloque fabricado utilizando métodos de procesamiento convencionales (CP). Sin embargo, estos enfoques son limitados cuando un elemento relativamente pequeño debe soportar fuerzas mayores que pueden ocurrir durante el vuelo. AM puede resolver este problema con una nueva perspectiva, utilizando principalmente paredes delgadas y formas complejas mientras se mantienen los tamaños ideales. La desventaja de los elementos fabricados mediante AM es que la calidad del producto final depende en gran medida de la orientación de construcción/impresión, un problema ampliamente estudiado y abordado por investigadores en el campo. Durante el vuelo, algunos componentes pueden experimentar fuerzas que actúan predominantemente en una sola dirección. Con esto en mente, creamos muestras con la orientación deseada para maximizar las propiedades del material en una dirección específica. El objetivo de este estudio fue demostrar que una pieza fabricada aditivamente, producida mediante fusión de lecho de polvo láser (LPBF), con una orientación de construcción deseada tiene propiedades excepcionales en comparación con las piezas producidas a través de métodos convencionales. Para evaluar el impacto de la orientación de construcción en las propiedades de las piezas LPBF, se realizaron pruebas de tracción unidimensional y de tenacidad a la fractura dinámica.
Descripción
La fabricación aditiva (AM) es uno de los mercados de más rápido crecimiento de nuestro tiempo. Durante su trayectoria en los últimos 30 años, su clave para el éxito ha sido que puede producir fácilmente formas extremadamente complejas y no está limitada por problemas de herramientas cuando se desea un cambio en la geometría. Esta flexibilidad conduce a posibles soluciones para crear elementos estructurales ligeros mientras se mantienen las propiedades mecánicas en un valor de factor de reserva estable. En la industria aeroespacial, varios tipos de elementos estructurales para partes de fuselaje y alas están hechos de diferentes tipos de aleaciones de acero, como el acero inoxidable 17-4PH, que generalmente se fresan a partir de un material en bloque fabricado utilizando métodos de procesamiento convencionales (CP). Sin embargo, estos enfoques son limitados cuando un elemento relativamente pequeño debe soportar fuerzas mayores que pueden ocurrir durante el vuelo. AM puede resolver este problema con una nueva perspectiva, utilizando principalmente paredes delgadas y formas complejas mientras se mantienen los tamaños ideales. La desventaja de los elementos fabricados mediante AM es que la calidad del producto final depende en gran medida de la orientación de construcción/impresión, un problema ampliamente estudiado y abordado por investigadores en el campo. Durante el vuelo, algunos componentes pueden experimentar fuerzas que actúan predominantemente en una sola dirección. Con esto en mente, creamos muestras con la orientación deseada para maximizar las propiedades del material en una dirección específica. El objetivo de este estudio fue demostrar que una pieza fabricada aditivamente, producida mediante fusión de lecho de polvo láser (LPBF), con una orientación de construcción deseada tiene propiedades excepcionales en comparación con las piezas producidas a través de métodos convencionales. Para evaluar el impacto de la orientación de construcción en las propiedades de las piezas LPBF, se realizaron pruebas de tracción unidimensional y de tenacidad a la fractura dinámica.