Razvoj naprednih Ti6Al4V komponent rezervoarja za letalsko industrijo s hibridno SLM/DED dodajno tehnologijo

Povečana zmogljivost letal je ključna za skrajšanje potovalnega časa, zmanjšuje stroške letenja in vzdrževanja, ugodno vpliva na okolje in poleg tega izboljšuje potovalno udobje potnikov. Ta projekt se osredotoča na tehnološko nadgradnjo stroškovno učinkovitejših visokokakovostnih komponent izdelanih z dodajnimi tehnologijami (AM) za letalsko industrijo, ki jih ni mogoče izdelati s konvencionalnimi proizvodnimi tehnologijami. Glavni cilj predlaganega projekta je razvoj naprednih hibridnih AM Ti6Al4V komponent rezervoarja, ki združuje prednosti dveh AM tehnologij, selektivnega laserskega pretaljevanja (SLM) in direktnega laserskega navarjanja (DED). Nadgrajena hibridna AM tehnologija omogoča boljšo prilagoditev izdelkov ter struktur, ki jih ni mogoče izdelati s konvencionalnimi proizvodnimi tehnologijami. Omogoča tudi gradnjo votlih struktur in s tem zmanjšuje težo izdelkov, kar je ključnega pomena v letalski industriji. Ta pristop z izrazito zmanjšanim »buy to fly« razmerjem je tudi časovno in stroškovno učinkovit, hkrati pa omogoča proizvodnjo z manj odpadnega materiala, saj lahko uporabljene prahove recikliramo. Po drugi strani je hibridna AM tehnologija popolnoma nova, ki odpira številna vprašanja glede mikrostrukture, zaostalih napetosti, poroznosti in hrapavosti površine. Vsi ti vidiki so pomembni pri oblikovanju končnih komponent z želenimi ciljnimi lastnostmi. Projekt se osredotoča na Ti6Al4V zlitino, je zaradi svoje visoke trdnosti, nizke gostote, visoke žilavosti in izjemnih korozijskih lastnosti prevladujoča titanova zlitina v letalski inženirski industriji. Specifične toplotne karakteristike AM tehnologije, kot sta hitro taljenje in strjevanje, močno vplivajo na mikrostrukturo, korozijo in mehanske lastnosti AM Ti6Al4V zlitine. Zato se bomo osredotočili na optimizacijo procesnih parametrov obeh AM tehnik, SLM in DED. Za izboljšanje duktilnosti, zmanjšanje zaostalih napetosti in doseganje pričakovanih mehanskih lastnosti AM Ti6Al4V izdelkov, bomo optimizirali njihovo toplotno obdelavo. Poleg tega bomo površino plazemsko obdelali in s tem povečali debelino zaščitne oksidne plasti za dodatno izboljšanje korozijskih lastnosti. Vse pripravljene hibridne AM komponente bomo analizirali in določili njihovo mikrostrukturo, korozijske in mehanske lastnosti, da bi pridobili celovit vpogled na mehanizme, ki vplivajo na želene lastnosti. Mikrostrukturo bomo karakterizirali z uporabo najsodobnejših naprav za vrstično (SEM) in presevno mikroskopijo (TEM). Spektrometrija z energijsko disperzijo X- žarkov (EDS) bo služila za mikro elementarne analize, sistem za določanje orientacije kristalnih zrn (EBSD) za teksturne in fazne analize ter elektronsko kanalsko kontrastno slikanje (ECCI) za karakterizacijo dislokacij. S statičnimi in dinamičnimi mehanskimi preizkusi bomo analizirali trdoto, natezno trdnost, raztezek, udarno žilavost, utrujanje in lezenje materiala. Korozijsko odpornost bomo preučevali s pomočjo elektrokemijskih tehnik. Za kvalitativno in kvantitativno kemijsko analizo bomo uporabili rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS). Za merjenje lokalne porazdelitve zaostalih napetosti bomo uporabili tehniko fokusiranega ionskega snopa (FIB). V sklopu predlaganega projekta si bomo prizadevali pridobiti ustrezno temeljno znanje o inovativni hibridni AM tehnologiji za razvoj kovinskih izdelkov z visoko dodano vrednostjo, primernih za letalske aplikacije.