News

3D yazıcılar için yeni çarpışmaya dayanıklı alüminyum alaşım geliştirildi

Başarılı bir araştırma projesi, "CustoMat_3D"

Katkı üretimi geleceğin üretiminde devrim yaratmak ve aynı zamanda düşük ağırlıklı üretime yeni boyutlar kazandırmak için çok büyük ve tartışmasız bir potansiyele sahiptir. Şu anda, mevcut alüminyum alaşımlar otomotiv endüstrisinde kullanılabilmeleri için uygun olmalarını sağlayacak yüksek talepleri karşılayamıyorlar. Gereksinimler, çarpışma performansı ve farklı durumlardaki etkinlik gibi şeyleri içermektedir.  Buna ilaveten, birincil olarak yüksek dirençli ancak biçimlendirilemeyen malzeme parametrelerinin üretilebildiği mevcut proses tasarımı da dikkate alınmalıdır.

BMBF-tarafından desteklenen "CustoMat_3D" araştırma projesinin bir parçası olarak, EDAG Group, sekiz iş ortağıyla birlikte arabada kullanılmak üzere bir alüminyum alaşımı geliştirdi, bu alaşım hem daha yüksek mukavemet sağlıyor hem de daha yüksek kopma uzamasına sahip. İkincisi özellikle çarpışma esnasında son derece önemlidir.

Son 3 yıl içinde, toz üretiminden simülasyon üzerinden bileşen üretimine kadar tüm proses zincirini inceledik. Alaşım tanımı ve toz üretimi Leibniz Institute for Materials Engineering (IWU) ve Kymera International tarafından gerçekleştirildi. İşleme ve toz bazlı lazer ışını kaynağı (LBM) prosesi geliştirme Fraunhofer IAPT, GE Additive ve FKM Sintertechnik GmbH tarafından gerçekleştirildi. Prosesteki kaynaklanmış malzemenin hızlı soğutma simülasyonu Fraunhofer ITWM ve MAGMA Giessereitechnologie GmbH tarafından araştırıldı. Performans demonstrasyonunu Mercedes-Benz AG ve EDAG Engineering GmbH Altair Engineering'in desteği ile gerçekleştirdi. Bu entegre yaklaşım, katkı üretimini seri üretim proseslerinde kullanılabilecek hale getirmeyi amaçlamaktadır. Keşfedilen son alaşım, ağırlığı önemi ölçüde azaltmış araba parçalarının yapımında kullanılabilir.

Laboratuvar aşamasında, ilk olarak çeşitli alaşımlar test edildi. En umut verici alaşımların farklı lazer ışın kaynağı sistemlerinde başarıyla test edilmesi mümkün oldu. Alaşımı özel kılan şey çok yönlülüğüdür: tek bir alaşımdan çok geniş özellikler yelpazesi üretilebilir. Bu özellikler, çıkışta ısıl işlem kullanılarak esnek şekilde uygulanabilir. Nakledilen malzeme değerlerinden, eşit güçteki parçaların ağırlıklarının azaltılması için, Altair Opti OptiStruct yazılımı ile yapı optimizasyonunda kullanılacak malzeme kartları üretildi. Burada özel olan şey, katkı üretim prosesinin ve bileşen hizalamanın gereksinimlerinin dikkate alınabilecek olmasıdır.

Arabanın farklı bölgelerinden parçalar seçildi. Hem dinamik ağır yük taşıyan stepne taşıyıcıda hem de stepne bölmesindeki yüksek sertlik gereksinimine sahip kompleks bileşende etkin ağırlık azaltma mümkün oldu. Bazı noktalarda elde edilen oran beklenen potansiyelin %30 üzerindeydi. Katkı üretimi prosesine bağlı olarak, üretilecek parça söz konusu aracın gereksinimlerine göre yük seviyesi modeli ile uyarlanabilir.

İlaveten, yeni geliştirilmiş malzeme üzerinde lazer yığılma kaynağı ve yapıştırma teknikleri gibi hibrit prosesler incelendi. Simülasyonda, parçanın makroskopik simülasyonundaki temsili unsurlar üzerinden tozun mikroskopik düzeylerindei prosesleri kanallamak mümkün oldu. Bu yolla, önemli ölçüde daha kısa hesaplama süreleri sağlandı. Sonuç olarak, artık stresler ve gecikmeler görülür hale getirilebildi ve üretim öncesinde en aza indirildi.

Yeni geliştirilen alaşım resmi olarak birkaç ay içinde CustAlloy® markası ile piyasaya sunulacak. Proje ortakları hali hazırda son derece olumlu sonuçlar bekliyor. Geniş uygulama yelpazesinin yanı sıra korozyona karşı korumanın da gerçekleştirilmiş olması sayesinde, alaşım yapıştırma teknolojisi ve otomotiv endüstrisinin diğer birçok gereksinimi için seri üretimdeki ilk kullanımını bekliyor. Proje hedeflerimizin tümüne ulaştık, yeni alaşım, üretim prosesi ve test edilmiş simülasyon metotları uzmanlara arabanın ağırlığını azaltmak ve seri üretimde 3D baskı teknolojisini kullanmak için efektif araçlar sağlamıştır.

Edag Weltweit