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QuesTek优化传统合金并设计适用于增材制造的新合金

美国伊利诺斯州埃文斯顿的QuesTek Innovations,LLC获得了美国海军和美国陆军六个独立项目,旨在开发技术和设计新合金,专门针对添加剂制造的独特加工条件和材料相关挑战。其中包括三个小型企业技术转让(STTR)第一阶段项目,重点是铝,钛和钢系统。合并资金合同价值超过200万美元。

QuesTek表示,人们越来越关注专门为AM定制的新合金的开发,以及需要了解应用于AM加工的传统锻造和铸造合金的复杂加工响应和局限性。然而,在AM中评估的大​​多数合金最初设计用于锻造或铸造工艺,并且当在AM中使用时表现出技术问题。

为了应对这些独特的设计挑战和行业需求,QuesTek一直在应用其集成计算材料工程(ICME)技术和MaterialsbyDesign®方法来设计全新的合金并优化用于AM的传统合金。

获奖项目包括以下内容:

在海军研究办公室(ONR)资助的第二阶段SBIR项目(主题N141-062)标题为“用于增材制造的铝合金的计算设计”中,QuesTek正在进一步开发三种专为直接设计的QuesTek设计的三种铝合金金属激光烧结(DMLS)AM加工性。

该计划的目标是将AlSiMg合金的加工性与6061/7050合金的高强度性能相结合,AlSiMg合金可以在不开裂但具有低强度的情况下印刷,但在AM工艺中会破裂。

在美国海军第一期STTR项目(主题N16A-007)标题为“优化的高性能不锈钢粉末添加剂制造”中,QuesTek正在开发一种新的粉末规格,用于高强度马氏体沉淀硬化17-4不锈钢,具体优化用于选择性激光熔化(SLM)技术,以满足机械性能要求并解决现有材料遇到的AM加工问题。

根据该计划,QuesTek正与LPW Technology,路易斯维尔大学快速原型制作中心的Thomas Starr博士以及OEM合作伙伴西科斯基飞机公司合作。

在ONR资助的第一阶段STTR项目(主题N16A-022)标题为“用于不锈钢添加剂制造的集成计算材料工程工具集(316L)”中,QuesTek正在开发一个“集成模型工具包”,可以对AM过程进行建模通过预测不锈钢316L航空航天部件的局部成分,微观结构,残余应力,缺陷和机械性能。在此计划中,QuesTek与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Wayne E. King教授和利哈伊大学的Gary Harlow教授合作。

根据美国陆军第一期SBIR项目(主题A15-104)标题为“应用ICME优化添加剂制造中最先进的齿轮钢加工”,QuesTek雾化,通过LENS和DMLS AM工艺制造并评估其高性能carburizable Ferrium ® C64 ®钢。

该初始计划的目标是开发和优化AM技术和专门针对C64钢的后期处理工艺,同时满足或超过现有高性能航空航天齿轮材料(例如使用传统冶金路线制造的AMS 6308)的材料性能。

在ONR资助的第一期SBIR项目(主题N161-071)标题为“海军平台换热器的增材制造开发”中,QuesTek正在扩展其ICME工具,以评估DMLS生产换热器的材料。该项目包括制造试样以解决热交换器AM的独特挑战之一:最小部件厚度。

根据美国海军第一阶段STTR项目(主题N16A-004)标题为“量化由于材料和工艺变化导致的附加制造零件的机械性能的不确定性”,QuesTek正在扩展加速材料插入(AIM)框架以管理不确定性材料性能对激光功率床附加制造的Ti-6Al-4V材料的机械性能的影响。

该计划的目标是开发一种工具,可以确定AM零件的属性概率分布和概率分布置信区间,从而大大加快航空航天认证和AM零件的飞行资格。根据该计划,QuesTek正在与利哈伊大学的Gary Harlow教授和爱荷华州立大学的Peter Collins合作。

除此之外,QuesTek还积极参与许多其他项目,包括用于AM的Ni,Ti和W基合金的建模。在Lockheed Martin的资助下,QuesTek根据美国陆军SBIR资助(主题#A082-050)设计的钛合金在Sciaky的电子束增材制造(EBAM)处理方面表现出比传统Ti-6-4更高的强度和韧性,并显示出巨大的潜力用于粉末AM应用。

“解决增材制造挑战的基于材料的方法对于加速该技术的发展以及实现甚至超越传统加工合金的性能至关重要。我们期待这些项目的成果,以及采用ICME设计的合金作为第一代高性能增材制造材料的前景,“QuesTek首席执行官Aziz Asphahani表示。

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