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QuesTek優化傳統合金并設計適用于增材制造的新合金

美國伊利諾斯州埃文斯頓的QuesTek Innovations,LLC獲得了美國海軍和美國陸軍六個獨立項目,旨在開發技術和設計新合金,專門針對添加劑制造的獨特加工條件和材料相關挑戰。其中包括三個小型企業技術轉讓(STTR)第一階段項目,重點是鋁,鈦和鋼系統。合并資金合同價值超過200萬美元。

QuesTek表示,人們越來越關注專門為AM定制的新合金的開發,以及需要了解應用于AM加工的傳統鍛造和鑄造合金的復雜加工響應和局限性。然而,在AM中評估的大??多數合金最初設計用于鍛造或鑄造工藝,并且當在AM中使用時表現出技術問題。

為了應對這些獨特的設計挑戰和行業需求,QuesTek一直在應用其集成計算材料工程(ICME)技術和MaterialsbyDesign®方法來設計全新的合金并優化用于AM的傳統合金。

獲獎項目包括以下內容:

在海軍研究辦公室(ONR)資助的第二階段SBIR項目(主題N141-062)標題為“用于增材制造的鋁合金的計算設計”中,QuesTek正在進一步開發三種專為直接設計的QuesTek設計的三種鋁合金金屬激光燒結(DMLS)AM加工性。

該計劃的目標是將AlSiMg合金的加工性與6061/7050合金的高強度性能相結合,AlSiMg合金可以在不開裂但具有低強度的情況下印刷,但在AM工藝中會破裂。

在美國海軍第一期STTR項目(主題N16A-007)標題為“優化的高性能不銹鋼粉末添加劑制造”中,QuesTek正在開發一種新的粉末規格,用于高強度馬氏體沉淀硬化17-4不銹鋼,具體優化用于選擇性激光熔化(SLM)技術,以滿足機械性能要求并解決現有材料遇到的AM加工問題。

根據該計劃,QuesTek正與LPW Technology,路易斯維爾大學快速原型制作中心的Thomas Starr博士以及OEM合作伙伴西科斯基飛機公司合作。

在ONR資助的第一階段STTR項目(主題N16A-022)標題為“用于不銹鋼添加劑制造的集成計算材料工程工具集(316L)”中,QuesTek正在開發一個“集成模型工具包”,可以對AM過程進行建模通過預測不銹鋼316L航空航天部件的局部成分,微觀結構,殘余應力,缺陷和機械性能。在此計劃中,QuesTek與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的Wayne E. King教授和利哈伊大學的Gary Harlow教授合作。

根據美國陸軍第一期SBIR項目(主題A15-104)標題為“應用ICME優化添加劑制造中最先進的齒輪鋼加工”,QuesTek霧化,通過LENS和DMLS AM工藝制造并評估其高性能carburizable Ferrium ® C64 ®鋼。

該初始計劃的目標是開發和優化AM技術和專門針對C64鋼的后期處理工藝,同時滿足或超過現有高性能航空航天齒輪材料(例如使用傳統冶金路線制造的AMS 6308)的材料性能。

在ONR資助的第一期SBIR項目(主題N161-071)標題為“海軍平臺換熱器的增材制造開發”中,QuesTek正在擴展其ICME工具,以評估DMLS生產換熱器的材料。該項目包括制造試樣以解決熱交換器AM的獨特挑戰之一:最小部件厚度。

根據美國海軍第一階段STTR項目(主題N16A-004)標題為“量化由于材料和工藝變化導致的附加制造零件的機械性能的不確定性”,QuesTek正在擴展加速材料插入(AIM)框架以管理不確定性材料性能對激光功率床附加制造的Ti-6Al-4V材料的機械性能的影響。

該計劃的目標是開發一種工具,可以確定AM零件的屬性概率分布和概率分布置信區間,從而大大加快航空航天認證和AM零件的飛行資格。根據該計劃,QuesTek正在與利哈伊大學的Gary Harlow教授和愛荷華州立大學的Peter Collins合作。

除此之外,QuesTek還積極參與許多其他項目,包括用于AM的Ni,Ti和W基合金的建模。在Lockheed Martin的資助下,QuesTek根據美國陸軍SBIR資助(主題#A082-050)設計的鈦合金在Sciaky的電子束增材制造(EBAM)處理方面表現出比傳統Ti-6-4更高的強度和韌性,并顯示出巨大的潛力用于粉末AM應用。

“解決增材制造挑戰的基于材料的方法對于加速該技術的發展以及實現甚至超越傳統加工合金的性能至關重要。我們期待這些項目的成果,以及采用ICME設計的合金作為第一代高性能增材制造材料的前景,“QuesTek首席執行官Aziz Asphahani表示。

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