Descripción del proyecto
Mejora de la precisión de los diseños aeroespaciales gracias a unas simulaciones avanzadas
La fabricación por adición, también conocida como impresión 3D, ha acortado, abaratado y perfeccionado el ciclo de diseño y prueba en muchas industrias. También ha facilitado mucho la fabricación de piezas de forma libre complejas. La fabricación por adición permite la aplicación sucesiva de capas de materiales a partir de un archivo de diseño asistido por ordenador en un planteamiento ascendente, en lugar de eliminar materiales de un bloque mediante un planteamiento descendente que requiere mucho más procesamiento posterior. En el proyecto SUPERMODEL, financiado con fondos comunitarios, se desarrollarán modelos avanzados de la evolución de las características microestructurales de aleaciones metálicas complejas durante la fabricación por adición de piezas para la industria aeroespacial europea. La combinación de trabajo experimental y teórico mejorará la capacidad predictiva de las simulaciones, lo que minimizará los defectos y agilizará la verificación y comercialización de nuevos diseños.
Objetivo
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.
Ámbito científico
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturegrains and oilseeds
- natural sciencescomputer and information sciencessoftwaresoftware applicationssystem software
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineeringadditive manufacturing
- natural sciencescomputer and information sciencessoftwaresoftware applicationssimulation software
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Programa(s)
Régimen de financiación
CS2-RIA - Research and Innovation actionCoordinador
CB21 6AL Cambridge
Reino Unido