L2-3164 Nova visokotrdnostna aluminijeva zlitina za selektivno lasersko taljenje in aplikacije z zahtevano nizko težo

Vodja: dr. Irena Paulin

Partnerji:

• Inštitut za kovinske materiale in tehnologije (IMT): Irena Paulin, Matjaž Godec, Bojan Podgornik, Črtomir Donik, Danijela Anica Skobir Balantič, Aleksandra Kocijan, Simon Malej, Nejc Velikajne, Tim Verbovšek, Barbara Šetina Batič
• Institut “Jožef Stefan” (IJS): Miran Mozetič, Alenka Vesel
• Kemijski inštitut (KI): Elena Chernyshova, Miran Gaberšček

Sofinancerji:

• IMPOL 2000, d.d. (IMPOL)
• MARSI GROUP d.o.o. (MARSI)

Cilji raziskav

Ambiciozen cilj predlaganega projekta obsega razvoj nove visokotrdnostne Al zlitine, primerne za AM proces, ki bo olajšal izdelavo komponent brez razpok v kombinaciji z izboljšanimi mehanskimi in korozijskimi lastnostmi.  

Predvideni izzivi SLM procesa obsegajo pripravo vhodnega prahu z zmanjšanim območjem strjevanja in/ali nadaljnje izboljšanje trdnosti pri povišanih temperaturah, mešanje vhodnega prahu z različnimi dodatki za spodbujanje heterogene nukleacije kot tudi optimizacijo SLM procesnih parametrov.

Za dosego glavnega cilja predlaganega projekta je načrtovana izvedba več korakov.

Prvi korak obsega razvoj oz. oblikovanje sestave nove visokotrdnostne Al zlitine.

V drugem koraku priprave Al prahov je načrtovana priprava sferičnega vhodnega prahu, primernega za SLM proizvodnjo. Prahovi bodo izdelani iz Al zlitin z novo kemijsko sestavo (na osnovi rezultatov inovativnega in preprostega poskusa s površinskim laserskim taljenjem na ulitem ingotu), kot tudi iz standardne AA7075 zlitine. 

V tretjem koraku adaptacije SLM procesa bodo poleg splošne optimizacije procesnih parametrov optimizirani tudi vhodni prahovi. Prahovom bodo dodani elementi redkih zemelj in različni nanodelci, ki vplivajo na rast zrn. Z in-situ ogrevanjem podlage bo raziskan vpliv ogrevanja na preprečevanje pokanja med strjevanjem ter možnost eliminacije dodatne poprocesne toplotne obdelave. Rezultat vsakega pristopa bo ocenjen na podlagi mikrostrukturnih, mehanskih in korozijskih lastnosti. 

V četrtem koraku bodo najbolj obetavne laboratorijsko SLM-izdelane visokotrdnostne Al zlitine prenesene na industrijsko opremo, kjer bo razviden potencial za nadaljnji industrijski razvoj.

Raziskovalni projekt je sofinanciran s strani ARRS od 1. 10. 2021 za obdobje 3 let.

Sofinanciranje projekta je tudi s strani industrijskih partnerjev IMPOL 2000, d.d. in MARSI GROUP d.o.o.