2022/09/06
Evaluation of Maraging Steel Produced Using Hybrid Additive/Subtractive Manufacturing
Sarafan, S.; Wanjara, P.; Gholipour, J.; Bernier, F.; Osman, M.; Sikan, F.; Molaci-Zarandi, M.; Soost, J.; Brochu, M. (2021). Evaluation of Maraging Steel Produced Using Hybrid Additive/Subtractive Manufacturing. J. Manuf. Mater. Process. 2021, 5(4), 107.
La fabrication hybride est souvent utilisée pour décrire une combinaison de procédés additifs et soustractifs dans la même enveloppe de fabrication. Dans cette étude, la fabrication hybride d’acier maraging 18Ni-300 a été analysée à l’aide d’un système Matsuura LUMEX Avance-25 qui intègre la fabrication additive de métaux par fusion laser sur lit de poudre (LPBF) et l’usinage à grande vitesse. Une série de coupons de référence a été imprimée de manière additive à quatre niveaux de puissance différents (160 W, 240 W, 320 W, 380 W) et avec l’intégration de passes d’usinage séquentielles après toutes les 10 couches déposées; s’ensuivait la finition de certaines surfaces. À l’aide d’un balayage laser tridimensionnel, l’inspection de la géométrie finale des coupons d’acier maraging 18Ni-300 par rapport au modèle de conception assistée par ordinateur (CAO) a indiqué la bonne capacité du système Matsuura LUMEX Avance-25 pour la fabrication de certaines formes. Les mesures de la rugosité linéaire et surfacique des surfaces ont montré des valeurs moyennes Ra/Sa de 8,02-14,64 µm pour les parois imprimées contre 0,32-0,80 µm pour les parois/faces usinées. En utilisant les méthodes de pycnométrie à l’hélium (He), la densité des pièces a été mesurée comme étant la plus faible pour les coupons produits à 160 W (densité relative de 93,3 à 98,5 %) par rapport à ceux produits à des niveaux de puissance élevés de 240 W à 380 W (densité relative de 99,0 à 99,8 %). Ce constat concorde avec les résultats de la distribution de la taille de la porosité déterminée par la micro-tomographie aux rayons X (µCT). L’évaluation des propriétés de traction statique a indiqué que les coupons fabriqués à la puissance la plus faible (160 W) présentaient une résistance inférieure d’environ 30 %, une rigidité inférieure de 24 % et une ductilité inférieure de plus de 80 % par rapport aux conditions de puissance plus élevée (240 W à 380 W), en raison de la densité inférieure à 160 W.