Projekti / Programi
Visokotrdnostna aluminijeva zlitina za selektivno lasersko taljenje in aplikacije z zahtevano nizko težo
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Visokotrdnostne aluminijeve zlitine, kovinski prahovi, dodajalne tehnologije, selektivno lasersko taljenje, mikrostrukturna karakterizacija, korozijska odpornost, mehansko testiranje, nanodelci, prehodne kovine, prah redkih zemelj, in-situ predgrevanje podlage, plazemska obdelava površine prahov
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
19. marec 2023;
A3 za obdobje 2017-2021
Podatki za razpise ARRS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
1.174 |
30.929 |
26.106 |
22,24 |
| Scopus |
1.215 |
33.964 |
28.960 |
23,84 |
Raziskovalci (18)
Organizacije (3)
Povzetek
Cilj predlaganega projekta je razviti novo visokotrdnostno Al zlitino, ki bo neposredno primerna za izdelavo z dodajalno tehnologijo (AM). Izhodišče za razvoj sestave nove zlitine bo predstavljala komercialna AA7075 zlitina. Pričakuje se, da bo imela nova zlitina izboljšane mehanske lastnosti ob hkratnem izpolnjevanju zahtev AM tehnologije, še posebej selektivnega laserskega taljenja (SLM). Izhodiščna AA7075 Al zlitina predstavlja visokotrdnosten material z nizko težo ter ugodno kombinacijo lastnosti, kot so visoka toplotna prevodnost, visoka trdnost in odlične mehanske lastnosti. Je široko uporabna za različne funkcionalne strukture v vesoljskih in drugih podobnih tehnologijah. Uporaba komercialno izdelanih prahov iz visokotrdnostnih Al zlitin je trenutno še zelo omejena, predvsem zaradi obsežnega pojava pokanja materiala med SLM procesom. Glavni izziv izdelave zlitne oz. izboljšanje njene sposobnosti za AM izdelavo je v zmanjšanju območja strjevanja zlitine, udrobnitvi velikosti zrn Al matrice in realizaciji bimodalne mikrostrukture. Za uresničitev ambicioznega cilja predlaganega projekta bomo izvedli natančno zasnovane procesne korake: razvoj sestave nove visokotrdne Al zlitine, priprava prahu, adaptacija SLM procesa in poprocesna toplotna obdelava. V zadnjem koraku se bodo na laboratorijski ravni razviti postopki prenesli na industrijsko raven. Kemijska sestava za novo visokotrdnostno Al zlitino bo oblikovana s pomočjo računalniško podprtega modeliranja in bo osnovana na dveh pristopih: (I) dodatek elementov (Si, Fe,…) v talino AA7075 za znižanje območja strjevanja in (II) dodatek elementov redkih zemelj (RE) in/ali nanodelcev izbranih materialov v vhodni prah z namenom spodbujanja udrobnitve zrn. Modificirane zlitine bodo izdelane z ulivanjem, potek strjevanja pa bo testiran z laserskim površinskim taljenjem. Ta inovativni pristop je zasnovan z namenom, da simulira vedenje materiala med SLM postopkom. V naslednjem koraku bo izvedena atomizacija s taljenjem v obloku, z natančno izbranimi parametri za pripravo sferičnih prašnih delcev iz novo razvite in komercialne AA7075 zlitine. V nadaljevanju bo potrebna obsežna adaptacija SLM procesa v smislu optimizacije procesnih parametrov, obdelave vhodnih prahov z dodajanem elementov redkih zemelj (RE) in/ali različnih nanodelcev (Sc, Ti2B, Al3Zr) za udrobnitev zrn ter ogrevanje podlage. Pričakovanja so še posebej velika pri pristopu z ogrevanjem podlage. Ta pristop se lahko obravnava kot in-situ žarjenje med SLM procesom, ki zaradi eliminacije notranjih napetosti zavira pokanje materiala. Istočasno pa ta proces služi tudi kot staranje materiala, kar ponuja možnost eliminacije poprocesne toplotne obdelave. To pa pomeni ugodnost predvsem z vidika prihranka časa in stroškov. V sodelovanju z industrijskima partnerjema, ki sta hkrati tudi sofinancerja projekta, IMPOL-om (vodilni slovenski partner v proizvodnji aluminija) in MARSI-jem (vodilno slovensko podjetje na področju SLM tehnologij), bo izveden prenos SLM-izdelave visokotrdnostne Al zlitine iz laboratorijske na industrijsko opremo. Ob tem se bo tudi preučil potencial aplikacije za nadaljnji industrijski razvoj. Pridobljeno strokovno znanje bo na podlagi sporazuma o pravicah intelektualne lastnine (IPR) na voljo širšemu spektru slovenskih industrijskih podjetij. Predlagani projekt odpira nove vidike oblikovanja zlitin za SLM proizvodnjo in s kombinacijo razvoja materiala, nanotehnologij in naprednih SLM laserskih procesnih tehnik nadgrajuje konvencionalne metalurške pristope. Na širši ravni bodo rezultati projekta okrepili konkurenčnost in rast slovenskih visokotehnoloških podjetij s področja avtomobilske, letalske in vesoljske industrije, strojništva in ostalih, kar jim bo omogočilo zadovoljitev potreb evropskega in globalnega trga.
