Poprawa właściwości mechanicznych elementów wykonanych z proszku AlSi10Mg metodami SLS/SLM przez zagęszczenie warstwy wierzchniej spieków *

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki badań mających na celu poprawę właściwości mechanicznych elementów wykonanych ze stopu AlSi10Mg metodami selektywnego spiekania/ /topienia laserowego (SLS/SLM). W ramach prac sprawdzono wpływ zarówno obróbki wykończeniowej (toczenia na twardo oraz nagniatania tocznego), jak i orientacji próbek względem powierzchni płyty bazowej urządzenia SLS/SLM (0°, 45°, 90°) na wytrzymałość elementów. Przedstawiono też wyniki badań mikrostruktury i gęstości wykonanych elementów oraz określono wpływ obróbki wykończeniowej na stan warstwy wierzchniej.

SŁOWA KLUCZOWE: selektywne spiekanie/topienie laserowe, SLS/SLM, wytwarzanie przyrostowe, warstwa wierzchnia, AlSi10Mg, nagniatanie toczne, toczenie na twardo

ABSTRACT: The paper presents results of experiments including application of finish machining (turning and burnishing) of samples produced with SLS/SLM, as well as influence of the sample orientation against the surface of base plate during building process (0°, 45°, 90°) on tensile strength of the produced samples. There are also presented results of microstructure examination and results of density measurements. The paper also discusses the state of samples surface layer depending on the applied finishing method.

KEYWORDS: selective laser sintering/melting, SLS/SLM, additive manufacturing, surface layer, AlSi10Mg, burnishing, turning

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Bremen S., Meiners W., Diatlov A. “Selective laser melting – additive manufacturing for series production on the future”.
• Stwora A., Skrabalak G. „Wpływ parametrów technologicznych procesu selektywnego topienia laserowego na wybrane właściwości elementów wykonanych z proszków stopu AlSi10Mg”. Mechanik. 3 (2016): s. 206–209.
• Qiu C., Yue S., Adkins N.J.E., Ward M., Hassanin H., Lee P.D., Withers P.J., Attallah M.M. “Influence of processing conditions on strut structure and compressive properties of cellular lattice structures fabricated by selective laser melting”. Materials Science and Engineering: A. 628 (2015): s. 188–197.
• Leary M., Mazur M., Elambasseril J., McMillan M., Chirent T., Sun Y., Qian M., Easton M., Brandt M. “Selective laser melting (SLM) of AlSi12Mg lattice structures”. Materials and Design. 98 (2016): s. 344–357.
• Maskery I., Aremu A.O., Simonelli M., Tuck C., Wildman R.D., Ashcroft I.A., Hague R. “Mechanical properties of Ti-6Al-4V selectively laser melted parts with body-centred-cubic lattices of varying cell size”. Experimental Mechanics. 55, 7 (2015): s. 1261–1272.
• Aboulkhair N.T., Everitt N.M., Ashcroft I., Tuck C. “Reducing porosity in AlSi10Mg parts processed by selective laser melting”. Additive Manufacturing. 1–4 (2014): s. 77–86.
• Kempena K., Thijsb L., Van Humbeeckb J., Kruth J.-P. “Mechanical properties of AlSi10Mg produced by selective laser melting”. Physics Procedia. 39 (2012): s. 439–446.
• Brandl E., Heckenberger U., Holzinger V., Buchbinder D. “Additive manufactured AlSi10Mg samples using selective laser melting (SLM): microstructure, high cycle fatigue and fracture behavior”. Materials and Design. 34 (2012): s. 159–169.
• Buchbinder D., Schleifenbaum H., Heidrich S., Meiners W., Bültmann J. “High power selective laser melting (HP SLM) of aluminum parts”. Physics Procedia. Part A. 12 (2011): s. 271–278.
• Olakanmi E.O., Cochrane R.F., Dalgarno K.W. “Densification mechanism and microstructural evolution in selective laser sintering of Al-12Si powders”. Journal of Materials Processing Technology. 211 (2011): s. 113–121.
• Stwora A., Skrabalak G. “Influence of selected parameters of selective laser sintering process on properties of sintered materials”. Journal of Achievements in Material Manufacturing Engineering. 61, 2 (2013): s. 375–380.
• Kempen K., Thijs L., Yasa E., Badrossamay M., Verheecke W., Kruth J. “Microstructural analysis and process optimization for selective laser melting of AlSi10Mg”. Solid Freeform Fabrication Symposium Proceedings. Austin, Texas, USA, 8–10 August 2011.
• Aboulkhair N.T., Stephens A., Maskery I., Tuck C., Ashcroft I., Everitt N.M. “Mechanical properties of selective laser melted AlSi10Mg: nano, micro, and macro properties”. Proc. of Solid Freeform Fabrication Symposium. Vol. 1. Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2015, s. 1–30.
• PN-EN ISO 6892-1:2016:09 (wersja angielska). Metale – Próba rozciągania – Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.
• Dobrzyński M., Przybylski W., Waszczur P. „Ocena parametrów chropowatości powierzchni toczonych otworów w kołach zębatych obrabianych nagniataniem”. Tribologia. 6 (2012): s. 61–68.
• Thijs L., Kempen K., Kruth J.P., Humbeeck J.V. “Fine-structured aluminium products with controllable texture by selective laser melting of pre-alloyed AlSi10Mg powder”. Acta Materialia. 61, 5 (2013): s. 1809–1819.
• Louvis E., Fox P., Sutcliffe C.J. “Selective laser melting of aluminium components”. Journal of Materials Processing Technology. 211 (2011): s. 275–284.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.5-6.58