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Modelling Assisted Solid State Materials Development and Additive Manufacturing

Description du projet

Une chaîne de processus, du développement des matériaux à la fabrication additive en passant par les procédés à l’état solide

Les technologies aérospatiales suscitant une attention accrue en raison de l’intérêt sans cesse croissant pour l’espace, la dynamique d’innovation dans les secteurs associés à l’aérospatiale est désormais à son comble. Il existe par ailleurs une demande croissante de matériaux à valeur ajoutée pour la fabrication additive, qui permettent de produire des pièces présentant des propriétés supérieures, impossibles à obtenir par les méthodes conventionnelles de fusion. Le projet MA.D.AM financé par l’UE, répondra à cette demande en couvrant l’ensemble de la chaîne de processus, du développement des matériaux au dépôt de couches via des processus à l’état solide pour le cas d’utilisation sélectionné des nouveaux alliages Al-Cu-Li. Le projet appliquera une stratégie pluridisciplinaire systématique, comprenant des approches expérimentales et numériques et les combinant par apprentissage automatique.

Objectif

The MA.D.AM project addresses the strong need of wire-based additive manufacturing (AM) for customized value-added metallic materials that are not established yet. The project aims at establishing novel scientific knowledge for the fabrication of novel wire materials and AM parts with hitherto not reached properties, based on the application of high-strength Al-Cu-Li alloys, as cutting-edge candidates for AM in aerospace applications. For this purpose, innovative solid-state materials development and AM processes are utilized to obtain alloys beyond the known thermodynamic borders. The solid-state Friction Extrusion process allows generating phases under non-equilibrium conditions, leading to so far unexplored microstructural states, enabling to produce novel high-performance wire material with tailored properties. To avoid microstructural deterioration and preserve or even improve the beneficial properties of the designed wires, the Solid State Layer Deposition process is employed. The overarching objective of MA.D.AM is to establish the real-world process chain paired with numerical approaches, leading to a digital twin to achieve a hitherto unavailable decryption of the composition-process-microstructure-property relationships for solid-state materials development and AM. To achieve this objective, a systematic multidisciplinary approach based on the combination of sophisticated physical modelling concepts, advanced experimental approaches including characterization techniques and machine learning is pursued. The selected modelling approaches along computational thermodynamics, microstructure and process modelling, together with special-designed (in situ) experiments will establish a clear link between process characteristics and evolution mechanisms such as phase formation and recrystallization kinetics. The digital twin will be built via a novel hybrid modelling strategy based on experimental and numerical data developed on the concepts of machine learning.

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Institution d’accueil

HELMHOLTZ-ZENTRUM HEREON GMBH
Contribution nette de l'UE
€ 1 999 587,00
Adresse
MAX PLANCK STRASSE 1
21502 Geesthacht
Allemagne

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Région
Schleswig-Holstein Schleswig-Holstein Herzogtum Lauenburg
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 1 999 587,00

Bénéficiaires (1)