Simple and Advanced Technologies to Improve the Properties of Metal Additive Manufacturing Products

Abstract

This contribution describes the experience with metal additive manufacturing of difficult-to-manufacture industrial components, prototypes, and topologically optimized cutting tools which were manufactured using the EOS M290 machine and from Maraging Steel MS1 or Inconel 718 nickel-chromium alloy. In addition to that, there are several experiments presented here that were conducted to investigate the usefulness of methods like time and energy input homogenization and possibilities of process parameters optimization which, on the one hand, could prevent printed parts from warping, overheating, non-uniform shrinking, and excessive residual stress, and on the other hand, could ensure better surface quality even for down-faced surfaces inclined at relatively small angles printed without support structures.Finally, this contribution describes the utilization of software simulation and an advanced In-situ process monitoring system which were used to examine the suitability of the modified process parameters, observe their effect in real-time and enables early detection and correction of any process faults and defects.

Tento příspěvek popisuje zkušenosti s kovovou aditivní výrobou obtížně vyrobitelných průmyslových součástí, prototypů a topologicky optimalizovaných řezných nástrojů, které byly vyrobeny na zařízení EOS M290, a to z oceli Maraging Steel MS1 nebo niklové slitiny Inconel 718. Kromě toho je zde prezentováno několik experimentů, které byly provedeny s cílem prozkoumat vhodnost metod, jako je časová a energetická homogenizace, a možnosti optimalizace procesních parametrů, které by na jedné straně mohly zabránit deformacím, přehřátí, nerovnoměrnému smrštění a nadměrnému zbytkovému napětí tištěných dílů a na druhé straně by mohly zajistit lepší kvalitu povrchu, zejména spodních povrchů nakloněných pod relativně malými úhly a tištěných bez podpůrných struktur.V neposlední řadě je v tomto příspěvku popsáno využití softwarové simulace a pokročilého systému In-situ monitorování procesu, které byly použity ke zkoumání vhodnosti upravených procesních parametrů, sledování jejich účinku v reálném čase a které umožnily včasné odhalení a nápravu nedostatků a poruch experimentálně nastavených tiskových modelů a procesů