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Experimental and numerical studies for evaluation of surface integrity in post-processing of additively manufactured nickel-based alloy by machining process

Description du projet

Améliorer l’intégrité de surface dans la fabrication additive

La fabrication additive (FA) détient un immense potentiel pour la création de pièces aux géométries complexes que les méthodes traditionnelles ne peuvent produire. Cependant, la qualité de la surface des pièces produite par FA est souvent inférieure aux normes industrielles, ce qui nécessite un post-traitement par usinage pour améliorer la précision dimensionnelle et la finition de la surface. Ce défi est particulièrement prononcé avec des matériaux difficiles à usiner comme l’Inconel 718, qui est apprécié pour sa résistance, mais difficile à traiter. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet AMacSurface entend combler cette lacune en évaluant l’intégrité de la surface après l’usinage par FA de l’Inconel 718. Grâce à une étude comparative des processus d’usinage conventionnel, de refroidissement cryogénique et d’usinage assisté par laser, le projet fera avancer la simulation de l’usinage et développera des modèles fiables pour prévoir l’intégrité de la surface et le comportement des matériaux.

Objectif

As a new technology, Additive Manufacturing (AM) provides an excellent opportunity to produce parts with complex geometry that would not be possible with traditional manufacturing methods. Against several advantages of AM technology, surface quality of an AM-built part might not be suitable for many applications. To solve this issue, one must use post-processing by machining process to obtain a suitable surface quality and dimensional accuracy of parts produced by AM. Regarding the machining processes, the desirable surface integrity of the machined components is one of the dominant requirements of the industries because it significantly affects the performance and service life of the final products. Inconel 718 alloy, as a difficult-to-cut material, has excellent properties. Not only few experimental studies are found in literature on machining of AM Inconel 718 alloy, but also, they have mostly limited to Conventional Machining (CM) processes. In addition, very few studies are found in literature on machining simulation of this new material due to absence of reliable material model for modeling the chip formation. To address this gap and aiming to push the fundamental science behind this problem, the main goal of the present project is to comprehensively evaluate the surface integrity condition after machining of AM Inconel 718. Firstly, the correlation between main AM parameters and machining characteristics are investigated. Then, a comparative experimental study will be conducted on CM, Cryogenic Cooling Machining (CCM) and Laser-Assisted Machining (LAM) to obtain desirable surface integrity after machining of AM Inconel 718 alloy. After that, fundamental advances for machining simulation of AM Inconel 718 will be presented. Based on this, identification of the new and reliable material model for machining simulation, innovative methods for predicting the surface integrity including microstructure changes and residual stress will be addressed at this project.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

SYDDANSK UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 263 393,28
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)