Development and verification of microstructure, residual stress and deformation simulation capability for additive free-form direct deposition using multiple superalloys

Projektbeschreibung

Fortgeschrittene Simulation für fundierte Designs für die Luft- und Raumfahrt

Dank der additiven Fertigung, die auch als 3D-Druck bezeichnet wird, lassen sich Gestaltungs- und Erprobungsabläufe in vielen Branchen wesentlich schneller, kostengünstiger und erfolgreicher gestalten. Sie hat auch die Herstellung komplexer Freiformwerkteile wesentlich vereinfacht. Bei der additiven Fertigung können entsprechend eines Bottom-up-Ansatzes anhand einer computergestützten Design-Datei sukzessive mehrere Materialschichten aufgetragen werden, statt Material entsprechend eines Top-down-Ansatzes von einem Block zu entfernen, wobei eine umfassendere Nachbearbeitung erforderlich ist. Das EU-finanzierte Projekt SUPERMODEL wird fortgeschrittene Modelle der Entwicklung von Gefügeeigenschaften in komplexen Metalllegierungen während der additiven Fertigung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie der EU erarbeiten. Diese Kombination experimenteller und theoretischer Bemühungen wird die prognostischen Fähigkeiten von Simulationen verbessern, das Auftreten von Defekten minimieren und die Vorgänge zur Verifizierung und Kommerzialisierung neuer Designs optimieren.

Ziel

SUPERMODEL will (1) develop a state-of-the-art microstructure evolution model for blown powder laser metal deposition processing and post-processing of multiple super alloys (including Inconel 718) that can predict grain sizes; orientation and texture; phase composition (including precipitation & particle size); and defect (pores and lack of fusion) distributions; (2) link the microstructure model to part-level (global) thermo-mechanical LMD process simulations to enable a direct coupling between continuum-scale stress-strain behaviour and the evolution of microstructural internal state variables; (3) validate the computational models through iterative, detailed and comprehensive experimental test programmes including in-line monitoring of melt pools, thermal transients, stresses and deformation; post-build, 3D scanning of part distortions; metallographic examination and CT scanning; and (4) demonstrate the predictive powder of the model on a complex part (curved substrate with angular features) incorporating two different superalloys with runtimes less than 5 days. This will be achieved through an ambitious numerical-experimental procedure leveraging design-of-experiments methodologies and iterative feedback between modelling activities and testing to develop a robust software system.

SUPERMODEL contributes to the aims of the Clean Sky Engines ITD by providing experimental data and simulation tools that will enhance the reliability of additive manufacturing technology, thereby streamlining LMD part certification and qualification, minimises experimental trial-and-error along the way. SUPERMODEL will therefore make progress towards achieving the EC goal of moving from “Modelling-for-Industry” to “Modelling-by-Industry” which means shifting effort from laboratory- and RTO-centred activities to helping industry equip itself with advanced simulation tools.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Koordinator

TWI LIMITED

Netto-EU-Beitrag

€ 739 375,00

Adresse

Granta park great abington
CB21 6AL Cambridge
Vereinigtes Königreich

Region

East of England East Anglia Cambridgeshire CC

Aktivitätstyp

Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)

Links

Die Organisation kontaktieren Website

Teilnahme an EU-FuI-Programmen

HORIZON-Kooperationsnetzwerk

Weitere Finanzmittel

€ 0,00

Projektbeschreibung

Fortgeschrittene Simulation für fundierte Designs für die Luft- und Raumfahrt

Ziel

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Finanzierungsplan

Koordinator

Diese Seite teilen

Herunterladen