علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

بهینه‏سازی عوامل فرآیند ذوب لیزر انتخابی چاپ سه بعدی قطعات فولادی ماریجینگ 300 با استفاده از روش تاگوچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه پژوهشی مهندسی سامانه های حمل و نقل فضایی، پژوهشکده حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران
2 دانشکده مکانیک (ساخت و تولید)، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 No. 182, Shahid Teymuri Blvd., Tarasht, Tehran, Iran
چکیده
این تحقیق به بررسی عوامل ساخت افزایشی با روش ذوب لیزر انتخابی با جنس فولاد ماریجینگ گرید 300 با استفاده از روش تاگوچی پرداخته شد. به‏منظور بررسی اثر عوامل موثر فرآیندی و دست­یابی به سطوح بهینه هر عامل، به کمک نرم‏افزار تحلیل داده مینی­تب آزمایش­هایی طراحی شد. در این تحقیق برای ساخت نمونه­های کشش عوامل سرعت اسکن، فاصله هاشور، ضخامت لایه و استراتژی اسکن مورد بررسی قرار گرفت. برای مشخصه­یابی نتایج در بخش خواص مکانیکی از استحکام نهایی کشش و در بخش خواص ریزساختاری شامل تخلخل و ریزساختار از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی استفاده شد. نتایج مشخص کرد که در تحلیل اثر عوامل فرآیندی، سطوح سرعت اسکن 100 میلی‏متر­ بر ثانیه، ضخامت لایه 20 میکرون، فاصله هاشور 15/0 میلیمتر، استراتژی اسکن Stripe عوامل بهینه سطوح در راستای ساخت XY بود. در نتایج خروجی­ استحکام نهایی کشش 951 مگاپاسکال، تخلخل 4/0% و به عبارتی چگالی نسبی 6/99% به‏دست­ آمد
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] O. Diegel, A. Nordin, D. Motte, “Additive Manufacturing Technologies” Singapore: Springer, 2019, p.p 19-39.
[2] M. Vaezi, P. Drescher, H. Seitz, “Beamless Metal Additive Manufacturing,” Materials, vol. 13, no. 4, pp 922, 2020.
[3] W. J. Sames, F. A. List, S. Pannala, R. R. Dehoff, S. S. Babu, “The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing,” Int. Mater. Rev., vol. 61, no. 5, pp. 315–360, 2016.
[4] C. Y. Yap, C. K. Chua, Z. L. Dong; Z. H. Liu, D. Q. Zhang, L. E. Loh, S. L. Sing, “Review of selective laser melting: Materials and applications,” Appl. Phys. Rev., vol. 2, no. 4, pp 041101, 2015.
[5] M. Zarnegar, M. Farahani, Y. Vahidshad, M. Pakravan, “Investigation of the effect of hatch space parameter on mechanical properties of titanium alloy produced by SLM additive manufacturing method by DIC technique”, 4th International Conference on Welding and Non Destructive Testing & 22nd National Conference on Welding & Inspection & 11th National Conference on NDT, Isfahan, 1400.
[6] Wentian Shi, Peng Wang, Yude Liu, Guoliang Han, “Experiment of Process Strategy of Selective Laser Melting Forming Metal Nonhorizontal Overhanging Structur”, Metals, vol. 9, no. 4, pp. 385, 2019.
[7] M. Simonelli, Y. Y. Tse, C. Tuck, “Effect of the build orientation on the mechanical properties and fracture modes of SLM Ti-6Al-4V”, Mater. Sci. Eng. A, vol. 616. pp 1-11, 2014.
[8] K. Kempen, E. Yasa, " Microstructure and mechanical properties of Selective Laser Melted 18Ni-300 steel", Phys. Procedia, vol. 12, pp. 255-263, 2011.
[9] J. Song, Q. Tang, “Effect of heat treatment on microstructure and mechanical behaviours of 18Ni-300 maraging steel manufactured by selective laser melting”, Opt. Laser Technol., vol. 120, pp. 1-11, 2019.
[10] Y. Bai, Y. Yang, D. Wang, M. Zhang, “Influence mechanism of parameters process and mechanical properties evolution mechanism of maraging steel 300 by selective laser melting,” Mater. Sci. Eng. A, vol. 703, pp. 116–123, 2017.
[11] T. H. Becker and Di. DImitrov, “The achievable mechanical properties of SLM produced Maraging Steel 300 components,” Rapid Prototyp. J., vol. 22, no. 3, pp. 487–494, 2016.
[12] S. A. R. Shamsdini, S. Shakerin, A. Hadadzadeh, B. S. Amirkhiz, M. Mohammadi, “A trade-off between powder layer thickness and mechanical properties in additively manufactured maraging steels,” Mater. Sci. Eng. A, vol. 776, pp 139041, 2020.
[13] W. Huang, W. Zhang, X. Chen, “Effect of SLM process parameters on relative density of maraging steel (18Ni-300) formed parts,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 774, no. 1, pp. 1–8, 2020.
[14] A. Suzuki, R. Nishida, N. Takata, M. Kobashi, M. Kato, “Design of laser parameters for selectively laser melted maraging steel based on deposited energy density,” Addit. Manuf., vol. 28, pp. 160–168, 2019.
 [16] Dong, Ruochen Design of a Specimen Geometry for the Tensile Testing of Small Samples. Master's Thesis, University of Pittsburgh, 2019.

  • تاریخ دریافت 01 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 14 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 05 اردیبهشت 1403