Comparison of recoater blade effect on part characteristics in metal powder bed fusion
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-06-10
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
54 + 33
Series
Abstract
The objective of this study is comparing high-speed steel and brush recoater blades. The Comparison is based on the details of the characteristics that are surface roughness on angled surfaces, difference in dimensions, and difference in density. The material of the part is stainless steel (316L). In Powder Bed Fusion a recoater spreads a thin layer of powder that is selectively fused to form solid component. The spread layer quality and density can have an effect on part characteristics. Research on the effect of recoater blades in metal Powder Bed Fusion processes is crucial for several reasons. Understanding how different recoater blades impact part characteristics allows for the optimization of process parameters. It can be identified the most suitable recoater blade type, blade design, and operating conditions to achieve desired part quality and performance. Metal Powder Bed Fusion processes can be expensive. By optimizing recoater blade selection and parameters, it can be helped reduce material waste, minimize post-processing requirements, and improve overall process efficiency, leading to cost savings. As a result of this thesis, the Ra average is lower in samples made with the brush recoater blade in every situation. The results of the surface roughness test may be due to the fact that one point of the sample has been examined, which visually looks the best. In terms of dimensions, total error averages are negative in every situation. It can also be seen that the total error average deviates less from zero when the test artefact is made with the high-speed steel recoater blade than with the brush recoater blade. In addition, the density estimate is smaller than the table value of 316L. However, the estimate is included in the table value of 316L with the standard deviation when the artefact is made with the high-speed steel recoater blade, and it is very close to the table value when the sample is made with the brush recoater blade. So, the density estimate is better when the artefact is made with the high-speed steel recoater blade.Tämän tutkimuksen tavoitteena on verrata kovaa teräspinnoitteista (High-Speed Steel) ja pehmeää, sivellintyyppistä pinnoitusterää (brush recoater blade). Vertailu perustuu ominaisuuksien yksityiskohtiin, joita ovat pinnankarheus eri kulmissa olevilla pinnoilla, mittojen erot ja tiheyserot. Kappaleen materiaali on ruostumatonta terästä (316L). Metallijauhepetifuusiossa (PBF) uudelleenmaalauslaite levittää ohuen kerroksen jauhetta, joka sulatetaan selektiivisesti kiinteäksi komponentiksi. Levitetyn kerroksen laatu ja tiheys voivat vaikuttaa kappaleen ominaisuuksiin. Uudelleenpinnoitusterien vaikutuksen tutkiminen metallien PBF–prosesseissa on erittäin tärkeää useista syistä. Tieto siitä, miten erilaiset pinnoitusterät vaikuttavat kappaleiden ominaisuuksiin, mahdollistaa prosessiparametrien optimoinnin. Voidaan tunnistaa sopivimman pinnoitusterän tyyppi, terän rakenne ja käyttöolosuhteet halutun kappaleen laadun ja suorituskyvyn saavuttamiseksi. Optimoimalla pinnoitusterän valintaa ja parametreja voidaan auttaa vähentämään materiaalihukkaa, minimoimaan jälkikäsittelyn vaatimuksia ja parantamaan prosessin yleistä tehokkuutta, mikä johtaa kustannussäästöihin. Tämän opinnäytetyön tuloksena, Ra–keskiarvo on pienempi joka tilanteessa pehmeällä, sivellintyyppisellä pinnoitusterällä tehdyissä näytteissä. Pinnankarheuden testitulokset voivat johtua siitä, että testinäytteestä on tutkittu yksi piste, joka näyttää silmämääräisesti parhaalta. Mittojen osalta, mittakaavavirheen (total error) keskiarvot ovat negatiivisia kaikissa tilanteissa. Nähdään myös, että mittakaavavirheen keskiarvo poikkeaa vähemmän nollasta, kun testi artefakti tehdään kovalla teräspinnoitteisella kuin pehmellä, sivellintyyppisellä pinnoitusterällä. Lisäksi, tiheysarvio on pienempi kuin 316L:n taulukkoarvo. Kuitenkin arvio sisältyy 316L:n taulukkoarvoon keskihajonnan kanssa, kun artefakti on tehty kovalla teräspinnoitteisella, ja se on hyvin lähellä taulukkoarvoa, kun näyte tehdään pehmeällä, sivellintyyppisellä pinnoitusterällä. Tiheysarvio on siis parempi, kun artefakti on tehty kovalla teräspinnoitteisella pinnoitusterällä.Description
Supervisor
Salmi, MikaThesis advisor
Akmal, JanBjörkstrand, Roy
Keywords
recoater, HSS, brush, roughness, dimensions, density