High-Strength Al for Robust AM: Alloy and Process Design
- Reference number
- FID17-0015
- Start and end dates
- 190101-201231
- Amount granted
- 319 598 SEK
- Administrative organization
- RISE Swerea IVF
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Main objective: The main objective is development of new Al-alloys specifically designed for AM, taking into account the specific processing conditions given in powder bed fusion processes such as Selective Laser Melting for components in applications requiring high-strength and light-weight. Condensed work plan: The project is divided into 3 work packages with research activities and a forth WP for results dissemination and project management. - WP1: Material - Alloy design. Literature study and simulations of Al-alloy systems. - WP2: Process - 3D-printing. Literature study, DoE for screening suitable of processing parameters for evaluated Al-alloys. Selection of most promising alloys. In depth process optimisation for selected alloys. - WP3: Quality assurance - Characterisation. Characterisation of powder before printing and characterisation of printed parts after printing. Expected results: - One or two novel Al-alloys in combination with processing parameters which have been qualified in terms of producibility, robustness of process, mechanical properties and geometrical and surface quality. - At least six journal publications - A licentiate and a doctoral thesis - A person with developed skills in terms of scientific work and in-depth knowledge gained regarding Al-alloys and additive manufacturing
Popular science description
Additiv tillverkning ger nya möjligheter att konstruera komponenter på ett viktbesparande sätt genom så kallad topologioptimering där material finns bara där det behövs. För att fullt ut utnyttja potentialen behövs också att ett material används som väger lite och som har hög styrka. Aluminium är ett typiskt sådant material. Dock, de aluminiumlegeringar som finns tillgängliga för additiv tillverkning ger inte tillräckligt hög styrka. Doktorandprojektet syftar till att nya Aluminiumlegeringar som är anpassade för additiv tillverkning med hänsyn tagen till de speciella förutsättningar som råder i pulverbäddsprocesser som SLM, Selective Laser Melting, för tillverkning av komponenter till applikationer som kräver hög styrka och låg vikt. Projektet är uppdelat i tre delar med forskningsaktiviteter och en fjärde del för resultatspridning och projektledning. De tre forskningsdelarna är: 1. Legeringsutveckling 2. Additiv tillverkning 3. Kvalitetskontroll Resultat från projektet förväntas vara en eller två nya aluminiumlegeringar med tillhörande processparametrar som kan användas för att tillverka lättviktiga och starka komponenter med förutsägbara egenskaper.