Descrizione del progetto
Le simulazioni avanzate faranno in modo che nella progettazione aerospaziale vada tutto per il meglio
La produzione additiva, anche nota anche come stampa 3D, ha reso il ciclo di progettazione e collaudo molto più breve, meno costoso e di successo in vari settori. Inoltre, ha reso molto più semplice la produzione di componenti complessi a forma libera. La produzione additiva, utilizzando un approccio dal basso verso l’alto, consente l’applicazione successiva di strati di materiali da un file di progettazione assistito da computer anziché rimuovere materiali da un blocco, secondo un approccio dall’alto verso il basso che richiede un’elaborazione successiva notevolmente superiore. Il progetto SUPERMODEL, finanziato dall’UE, svilupperà modelli avanzati relativi all’evoluzione delle caratteristiche microstrutturali di leghe metalliche complesse, durante la produzione additiva di componenti per l’industria aerospaziale europea. L’abbinamento del lavoro sperimentale e di quello teorico migliorerà la capacità predittiva delle simulazioni, riducendo i difetti al minimo e semplificando la verifica e la commercializzazione dei nuovi progetti.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- 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
Programma(i)
Meccanismo di finanziamento
CS2-RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
CB21 6AL Cambridge
Regno Unito