Adapt-EBM

ADAPT-EBM står för  ADvAnced Process developmenT of Electron Beam Melting of titanium for manufacturing of future aero-engine parts. 

Implementering av additiv tillverkning (AM) med elektronstråle och pulverbäddteknik (EBM – Electron Beam Melting) för tillverkning av strukturella flygmotorkomponenter i titanlegeringar, möjliggör minskad materialåtgång, reducerade kostnader och på lång sikt mindre miljöbelastning. Additiv tillverkning skapar dessutom helt nya förutsättningar för tillverkning av komplicerade geometrier som inte kan tillverkas med konventionella metoder.

Den stora utmaningen för implementering av additiv tillverkning genom EBM som tillverkningsmetod i flygindustrin är kopplat till mycket höga krav på materialegenskaper och kvalitet. Utöver defekter inne i materialet så erhåller EBM tillverkat material förhållandevis grova ytterytor med en ojämn topografi som har en kraftigt negativ påverkan på hållfasthetsegenskaper, speciellt avseende utmattning.

Mikrostrukturen, ytbeskaffenheten och förekomst av defekter i EBM tillverkat material är starkt kopplat till vilka parametrar som används i EBM-processen. Med en ökad förståelse om hur mikrostrukturer från EBM tillverkade produkter påverkar statiska hållfasthetsegenskaper och utmattningsegenskaper ökar sannolikheten för införandet av EBM som tillverkningsmetod hos GKN Aerospace. Det leder till kostnads- och viktsbesparingar samt konkurrensfördelar för svensk flygtillverkningsindustri.

Projektets syfte är därför att öka kunskapen och förståelsen för vilka processparametrar som inverkar på mikrostruktur och bildandet av defekter samt har en påverkan på ytbeskaffenheten, genom att undersöka sambandet mellan olika processparametrar – mikrostruktur/defekter/ytor – mekaniska egenskaper.

Projektet kommer genomföras genom en doktorand inskriven vid Högskolan Väst vid Produktionstekniskt Centrum (PTC), där handledare från både akademin och företaget arbetar. Med stöd av ARCAM som tillverkar utrustningen och AIM som är Sveriges mest erfarna användare av EBM maskiner, installerades en ny state-of-the-art EBM utrustning i maj 2019 vid GKN på PTC. Med EBM-maskinen kommer Ti-6Al-4V provmaterial tillverkas för projektet och analyseras genom värmebehandling, mekanisk provning, metallografi och fraktografi kopplat till de processparametrar som använts för att tillverka materialet.