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America Makes gibt Preisträger bekannt

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America Makes, ein in Ohio ansässiger Beschleuniger für die additive Fertigung, hat die Preisträger von zwei Directed-Project-Opportunities bekannt gegeben: Beschleunigung der ALSAM (Acceleration of Large-Scale Additive Manufacturing ) und AAPT (Advancing Additive Manufacturing Post-Processing Techniques). Diese werden von dem Air Force Research Laboratory (AFRL) mit insgesamt 5 Mio. USD finanziert.

ALSAM

Das Ziel des ALSAM-Projekts besteht darin, bekannte und offensichtliche Mängel der Additive Manufacturing (AM) für selektives Laserschmelzen (SLM) zu überwinden, die die weitere Verbreitung der Technologie für die Produktion einschränken. Der Fokus des ALSAM Directed-Projekts ist für AFRL von besonderem Interesse, da der Wert der SLM-Technologie für die Herstellung von Verteidigungskomponenten mit komplexen Formen aus einer Vielzahl von Legierungen mit hohen mechanischen Eigenschaften und feinen Mikrostrukturen groß ist. Das geringe Bauvolumen und die langen Produktionszeiten von Einlaser-SLM-Maschinen behindern jedoch ihren Einsatz. Während Einlaser-SLM-Maschinen mit zunehmendem Bauvolumen auf den Markt kommen, ist eine Strategie zur Entwicklung von Multi-Laser-Lösungen erforderlich.

Im Rahmen des ALSAM Directed-Projekts sucht AFRL gezielt nach einer Open-Source-Forschungsplattform für die Herstellung von Multi-Laser-Produkten, die bei der Ermittlung von Best Practices und der Quantifizierung der Teilefertigungseffizienz, die mit Multi-Laser-SLM-Maschinen realisiert werden kann, unterstützt. AFRL erfordert eine flexible Plattform, um fertigungsrelevante, kontrollierte Experimente für mehrere oder viele Laseransätze durchzuführen und mögliche Qualitätsverbesserungen für anspruchsvolle Legierungen durch maßgeschneiderte Wärmemanagementansätze zu bieten.

GE Global Research und sein Team werden die Ergebnisse von drei früheren America Makes-Programmen in eine im Handel erhältliche PBFAM-Maschine (Powder Bed Fusion Additive Manufacturing) integrieren und die Maschine an America Makes liefern. Das Team wird in Abstimmung mit einem parallelen, vom Department of Defense (DoD) finanzierten Projekt am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Optimized Multi-Beam Approach für Powder Bed Fusion, für kritische Überprüfungen der Maschine und für Experimente zusammenarbeiten. GE Global Research baut auf der Arbeit dieser früheren America Makes-Programme und des parallelen LLNL-DoD-Projekts auf und geht davon aus, dass der entscheidende Beitrag der Directed Project Opportunity, der ALSAM-Plattform, zu Effizienz in der Produktion und Skalierbarkeit führen wird, um bewährte Verfahren für das Scannen zu ermitteln Geschwindigkeit, Schraffurabstand, Leistung und Heftung, neben zahlreichen anderen Prozessparametern. Die ALSAM-Plattform ist auch eine flexible Ressource, da sie mit Open-Source-Software sowohl für die Erzeugung von Scanwegen als auch für die Maschinensteuerung gesteuert wird. Dadurch werden maßgeschneiderte Wärmemanagement-Experimente ermöglicht, die sich für schwer zu schweißende Legierungen als nützlich erweisen.

Darüber hinaus wird der Einsatz einer ALSAM-Plattform die Technologie in einer produktionsrepräsentativen Umgebung demonstrieren und die Fertigungsbereitschaftsstufe (MRL) von einer MRL6 des offenen Systems auf MRL7 vorrücken. Die Verfügbarkeit der offenen Maschine wird es ermöglichen, nachfolgende Forschungsprogramme, die auf die Erreichung der MRL8 abzielen, zu ermitteln, indem spezifische Prozessparameter, Multi-Laser-Strategien, Rückkopplungsstrategien und Sensoren vor dem Wechsel zu einer Pilotlinie validiert werden.

„Mit der Verleihung des America Makes ALSAM Directed-Projekts an GE Global Research und seinen Partnern sind wir der Industrie viel näher gekommen, als Mainstream die Fähigkeit zu haben, durch Multi-Laser-Interaktion große Komponenten herzustellen.“ Technischer Direktor. „Dadurch können wir nicht nur den Bedürfnissen der US-Luftwaffe und anderer militärischer Zweige, sondern auch der Energie- und Automobilindustrie gerecht werden.“

AAPT

Der Fokus des AAPT-Directed-Projekts ist für AFRL von besonderem Interesse. Um den Einsatz von Selective Laser Melting (SLM) für kritische Teile zu erweitern, ist ein besseres Verständnis der verfügbaren Techniken erforderlich, um qualifizierte Teile und zertifizierte Prozesse zu erreichen. Das derzeitige Fehlen eines Konsenses über bewährte Verfahren für Materialhandhabung und Nachbearbeitung führt zu einer hohen Variabilität und massiven Qualifikationsherausforderungen, was immer zu höheren Kosten für die Einführung und den Einsatz von AM-Technologien führt. Im Rahmen des AAPT-Direktionsprojekts versucht AFRL insbesondere, zwei Hauptprobleme anzugehen. Quantifizieren Sie zunächst die Belastung der mechanischen Leistung bei der Verwendung von eingebauten SLM-Oberflächen zur Herstellung kanonischer Merkmale von Hochtemperatur-Nickel-Super-Legierungen wie dünnen Wänden und engen Strömungskanälen. Zweitens: Quantifizieren Sie die Wirksamkeit des Heißisostatischen Pressens (Hot Isostatic Pressing, HIP) bei der Herstellung von kanonischen Merkmalen der Hochtemperatur-Nickel-Super-Legierung wie dünnen Wänden und engen Strömungskanälen.

Preisträger Nr. 1: Arizona State University

Geführt von der Arizona State University in Zusammenarbeit mit Quintus Technologies; Phoenix Heat Treating, Inc .; und Phoenix Analysis & Design Technologies, Inc., versucht dieses Projektteam ein besseres Verständnis darüber zu erlangen, wie sich mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit, Festigkeit und Ermüdungslebensdauer von Bauteilen (ohne spanende Bearbeitung) je nach Größe in Metall ändern AM. Darüber hinaus versucht das Projektteam die grundlegenden Gründe dafür zu erforschen und zu verfolgen, wie sich diese Ergebnisse in Bezug auf Nachbearbeitungsschritte wie HIP ändern. Dabei geht das Projektteam davon aus, die Zusammenhänge zwischen Prozess, Probengröße und Nachbearbeitung identifizieren zu können, um eine bessere Zertifizierung von AM-Prozessen und Materialien zu ermöglichen.

Preisträger # 2: ASTM Internationales Zentrum für additive Fertigung (AM CoE)

Unter der Leitung von ASTM AM CoE, einer Kooperative, zu der ASTM International, Auburn University, EWI, die Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA), Wichita State University – Nationales Institut für Luftfahrtforschung (NIAR) in Zusammenarbeit mit Quintus Technologies, Carpenter gehören Technologies Corporation, Aerojet Rocketdyne, Rolls Royce Corporation, Honeywell Aerospace, GE Aviation und Raytheon, das Projektteam versucht, die mechanische Leistungsbelastung bei der Verwendung von AM-AM-Komponenten zu ermitteln, zu verstehen, wie sich dies mit der Anwendung von HIP ändert, und die Werte zu testen Berstprüfung von dünnwandigen Bauteilen mit engen Strömungskanälen und Veröffentlichung von Standards um diese Ergebnisse, um die bekannten Lücken in der Industrie zu schließen.

„America Makes und AFRL freuen sich, die Arizona State University und ASTM International AM CoE als Preisträger der AAPT Directed Project Opportunity bekannt zu geben“, sagte Rob Gorham, Executive Director von America Makes. „Diese Projektteams haben interessante Ansätze zum besseren Verständnis der mechanischen und Materialeigenschaften während der Wärmebehandlung aufgezeigt. Wir gehen davon aus, dass die Projekte zu erheblichen Fortschritten bei der Prozesskontrolle, zertifizierten Prozessen und der Qualifizierung von Materialien und Teilen führen werden, was alle dazu beitragen wird, die Nachbearbeitungskosten zu senken – eines der größten Hindernisse für die breitere Einführung von AM Technologien. Im Namen von uns allen bei America Makes und AFRL gratulieren wir der Arizona State University und dem ASTM International AM CoE und ihren jeweiligen Teams.“

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