Hur blir additiv tillverkning optimal för flygmotorkomponenter?
Fördelarna med additiv tillverkning av komponenter till flygmotorer är många. Men flygbranschens extremt höga säkerhetskrav innebär att material och tillverkningsprocesser måste utvärderas in i minsta detalj. Två nya forskningsprojekt ska ge svar på några viktiga frågor.
Flygbranschen jobbar intensivt för att minska flygets klimatpåverkan på olika sätt. Att tillverka flygmotorkomponenter med additiv tillverkning gör det möjligt att använda mindre mängd material och man kan tillverka och designa lättare komponenter av material som i vissa fall även kan användas vid högre temperaturer. Det bidrar till en mer hållbar tillverkning och effektivare förbränning av bränslet. För att additiv tillverkning ska bli en optimal produktionsteknik krävs dock mer forskning.
Högskolan Västs forskare har lång erfarenhet av att arbeta med metallbaserad additiv tillverkning i olika former. I vinter startar två nya forskningsprojekt som ska bidra med viktig kunskap om hur man säkerställer att nya lättare material tillverkade med additiv tillverkning klarar de höga säkerhetskraven som flyget ställer.
Livslängd på AM-tillverkat material
I det ena projektet, AMFAT, ska forskare och doktorander utveckla metoder för att beräkna livslängden på additivt tillverkat material. Med hjälp av experimentella metoder och simuleringsmodeller ska man skapa sätt att kunna förutsäga bland annat den så kallade utmattningslivslängden på komponenter som är additivt tillverkade. Forskningen genomförs i nära samverkan med flygmotortillverkaren GKN Aerospace.
Världsunikt experiment
I det andra projektet, IMPACTER, ska forskare från Högskolan Väst och KTH, tillsammans med GKN Aerospace, undersöka hur två nickelbaserade superlegeringar – Mar-M-247 och Haynes 282 – uppträder vid pulverbäddsbaserad additiv tillverkning där elektronstråle är energikälla. Legeringarna är högintressanta för komponenter i flygmotorer.
De två legeringarna ska i pulverform utforskas vid DESY-laboratoriet utanför Hamburg. Här finns en synkrotronljusanläggning som gör det möjligt att mäta in-situ såväl restspänningar i materialet som kinetiken för fasomvandlingar under tiden som komponenter byggs av de båda legeringarna. Med hjälp av en avancerad röntgenstråle kan man mäta hur materialet svarar på olika processparametrar som exempelvis energistyrka, hastighet med mera. Detta är första gången som denna typ av test görs in-situ på dessa legeringar och med denna additiva tillverkningsprocess.