Oddziaływanie mikromechaniczne na części surowe podczas spiekania Spiekanie wysokotemperaturowe realizowane podczas produkcji elementów z proszku metalicznego poprawia takie właściwości części samochodowych jak wytrzymałość i odporność na korozję. Z drugiej strony dokładne komputerowe symulacje deformacji zachodzących podczas spiekania mogą zmniejszyć straty surowców i całkowite koszty produkcji. Technologie przemysłowe © Shutterstock Obecnie w obszarze przetwarzaniu materiałów dąży się do opracowania metod produkcji prawie na gotowo. Spośród ekologicznych technologii przetwarzania metalurgia proszków jest uważana za najbardziej obiecującą w wyniku dostrzeżenia jej dużego potencjału ekonomicznego kucia prawie na gotowo złożonych części samochodowych. W ramach projektu PM-MACH wspieranego przez program GROWTH 5PR opracowano skuteczne techniki zagęszczania proszków metalicznych znajdujących się w zamkniętej metalowej matrycy pod ciśnieniem. Kompakty proszkowe nazywane elementami „surowymi”, podgrzewa się następnie w atmosferze ochronnej w wysokiej temperaturze w celu uformowania bryły o kształcie zbliżonym do pożądanego. W celu poprawienia dokładności wymiarów kompaktów proszkowych i zminimalizowania pomocniczej obróbki wykończającej partnerzy projektu z Institut National Polytechnique de Grenoble przeprowadzili symulacje wykorzystujące metodę elementów skończonych (FE). W połączeniu z odpowiednimi konstytutywnymi prawami materiałowymi byli w stanie przedstawić ewolucję właściwości mikrostrukturalnych, włączając w to rozkład według wielkości cząsteczek proszku oraz porów. Co więcej, mogli przewidzieć ostateczny kształt i scharakteryzować właściwości mechaniczne dokładniej niż kiedykolwiek uważano to za możliwe. Deformacja części „surowych” podczas spiekania jest wysoce anizotropowa ze względu na ich niejednorodną strukturę wewnętrzną. Na potrzeby badań sformułowano anizotropowe równanie konstytutywne na podstawie informacji zdobytych między innymi za pomocą dylatometrii i absorpcyjnej mikrotomografii rentgenowskiej. Mimo, że zawiera kilka parametrów materiałowych, które należy ustalić na podstawie danych eksperymentalnych, równanie jest na tyle proste, by zawrzeć je w każdym kodzie symulacji wykonywanych metodą elementów skończonych.
