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Customized photonic devices for defectless laser based manufacturing

Descrizione del progetto

Una tecnologia di modellizzazione dei fasci è destinata a ottimizzare la lavorazione dei materiali

La tecnologia di modellizzazione dei fasci è fondamentale per le applicazioni di taglio e saldatura laser, poiché consente di controllare la forma, la frequenza e la direzione della messa a fuoco del fascio. Il progetto CUSTODIAN, finanziato dall’UE, esaminerà alcuni metodi rivoluzionari per adattare l’erogazione di energia dei fasci laser. La simulazione avanzata e le analisi microstrutturali permetteranno ai ricercatori di adeguare la geometria e la distribuzione di potenza del fascio laser. Mediante la riproduzione del ciclo termico ottimale per ciascun materiale, il loro lavoro contribuirà a garantire un risultato di alta qualità e privo di difetti. La nuova metodologia sarà applicata alla saldatura di lamiere di acciaio austenitico per l’industria automobilistica, al taglio laser di acciai e alla fusione del letto di polvere di leghe a base di nichel per applicazioni di produzione di energia.

Obiettivo

Different beam shaping technologies, appeared in recent years enable to tailor energy delivery using a tailored spatial and temporal power distribution in laser beam. This makes possible to solve relevant metallurgical problems, such as hot cracking in Laser Beam Welding (LBW) and Laser-based Powder Bed Fusion of Metals (PBF-LB/M). However, the desired thermal history (temperature range and cooling rates) is specific for each material. In other words, it is material- and process-specific so the exact beam shape must be customized to the specific alloy and process in question. This is not exclusive to LBW and PBF-LB/M, but also to other laser-based manufacturing scenarios where a certain thermal history is needed for precise microstructure tailoring. CUSTODIAN aims to develop a methodology of application-driven laser beam tailoring of the material microstructure and deploy this beam to solve hotcracking in LBW and PBF-LB/M. CUSTODIAN will rely on beams with specific shape and spatial energy distribution, designed upon the metallurgical studies and multiphysics simulation for each combination of process and material. To accomplish the deployment of customized beam shapes in relevant industrial environment, the consortium will perform a twofold photonic development: (1) a compact, robust and dynamic beam shaping technology (Multi Plane Light Conversion, MPLC) and (2) a closed loop inline control system based on uncooled SWIR/MWIR sensors and an FPGA architecture to ensure the quality and dynamicity of the beam shape requirements. The application scenarios of CUSTODIAN are: LBW of austenitic steel for exhaust systems in automotive and PBF-LB/M of nickel superalloys in energy and aeronautical sectors. The developed methodology for application-driven beam shape design will be protocolized to facilitate its future extension to other laser-based processes with (e.g. laser metal deposition) or without material addition (laser tempering, laser softening, etc.) as well as to other shaping technologies.

Invito a presentare proposte

H2020-ICT-2018-20

Vedi altri progetti per questo bando

Bando secondario

H2020-ICT-2018-2

Meccanismo di finanziamento

RIA - Research and Innovation action

Coordinatore

ASOCIACION DE INVESTIGACION METALURGICA DEL NOROESTE
Contribution nette de l'UE
€ 797 325,00
Indirizzo
CALLE RELVA TORNEIROS 27A
36410 Porrino
Spagna

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Regione
Noroeste Galicia Pontevedra
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 797 325,00

Partecipanti (9)