Opis projektu
Elektrony, które godzą wiele ról, wspierają podejście oparte na obróbce przyrostowej do wytwarzania części dla przemysłu lotniczego i kosmicznego
Obróbka przyrostowa – oddolne wytwarzanie komponentów, polegające na „dodawaniu” kolejnych warstw – istotnie przyczyniła się do zmniejszenia kosztów, skrócenia czasu i ograniczenia ilości odpadów podczas produkcji części dla przemysłu lotniczego i kosmicznego, poprawiając przy tym przestrzeń projektową i właściwości komponentów. Obróbka przyrostowa o nazwie „powder bed fusion-electron beam” (PBF-EB) polega na laserowym spajaniu w złożu proszku proszków metali, z których powstają kolejne warstwy. Dużym wyzwaniem jest dokładne kontrolowanie procesu produkcji przyrostowej, tak aby materiał miał odpowiednie właściwości. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu AMELI połączą technologię PBF-EB produkcji przyrostowej ze skaningową mikroskopią elektronową stosowaną powszechnie w badaniach związanych z analizą materiałów. Podejście polegające na połączeniu źródła ciepła służącego do spajania z analizą procesu o niespotykanej dotąd dokładności pozwoli pokonać istniejące przeszkody i utoruje drogę dla produkcji złożonych części dla przemysłu lotniczego i kosmicznego o większej wydajności.
Cel
AMELI aims to exploit the potential of the layer-by-layer approach of metal powder bed based additive manufacturing to blaze the way to a groundbreaking new design freedom in manufacturing: Voxel based material design. If successful, AMELI will solve one of the most important challenges in metal-based manufacturing of high performance components: Control and adaption of the local material properties. In order to reach this aim, AMELI will amalgamate the potential of powder bed based electron beam additive manufacturing (PBF-EL) with the analytic power of electron scanning microscopy (SEM). AMELI will to push the performance limits of components made of high performance alloys for demanding applications as required e.g. for aviation or power generation. The applications comprise components for aircraft and land-based gas turbines to increase the efficiency and to reduce emissions as well as parts for hydrogen generation for regenerative energy generation. Thus, AMELI will contribute to sustainable energy supply and mobility. Prerequisite to realize voxel based material design is to reach full control of the local thermal conditions during material creation. This requires numerical tools to predict the corresponding digital processes, the possibility to realize these processes and unparalleled process and material analysis for control. We target to accomplish this by combining cutting-edge process technology, forefront process modeling and unprecedented analysis based on electron inspection. AMELI is based on a pioneering PBF-EL technology to realize both, complex and very dynamic heat sources for local material property control and a probe for electron analysis leading to an unmatched depth of process information. Only this combination will eventually enable us to implement cutting-edge digital processes and process monitoring as fundament for closed-loop process control to demonstrate voxel based material design in complex high-performance components.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaircraft
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopyelectron microscopy
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineeringadditive manufacturing
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energyhydrogen energy
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
91054 Erlangen
Niemcy