2024/09/10
Laser Powder Bed Fusion of Superelastic Ti-Ni Lattice Structures: Process Design and Testing
Timercan, A.; Campion, D.; Terriault, P.; Brailovski, V. (2024). Laser Powder Bed Fusion of Superelastic Ti-Ni Lattice Structures: Process Design and Testing. J. Manuf. Mater. Process. 2024, 8(4), 176.
La fusion laser sur lit de poudre permet la production de géométries complexes et facilite la mise en forme de matériaux difficiles à transformer, tels que les alliages équiatomiques à mémoire de forme Ti-Ni. Dans cette étude, un modèle numérique a été utilisé pour sélectionner 11 ensembles de paramètres d’impression avec différentes densités d’énergie volumétrique (VEDs) et taux de construction (BRs) afin de produire des échantillons en alliage Ti-50,26at%Ni. Les échantillons fabriqués ont été étudiés en termes d’intégrité structurelle, de densité imprimée, de composition chimique, de températures de transformation et de phases cristallines. À des VEDs élevés et des BRs faibles, une diminution significative de la teneur en nickel a été observée. VEDs = 90 J/mm3 et BRs = 10 cm3/h ont donné une densité imprimée de 99,94 % et une température de finition de l’austénite de Af = 26,3 °C. Les mêmes conditions d’impression ont été utilisées pour produire des structures en diamant poreux à 60 % et des structures en treillis gyroides. Après un traitement thermique à 500 °C pendant 30 minutes, les réseaux de diamant ont montré des déformations de récupération apparentes plus importantes (7 % contre 6 %), une conformité plus élevée (2,9 contre 3,4 GPa) et des contraintes de rendement similaires (~48 MPa) par rapport à leurs équivalents gyroides. Le modèle numérique a prédit qu’à une déformation de compression apparente équivalente de 6 %, seulement environ 2 % de la fraction volumique du matériau du réseau de diamant a subi une déformation plastique, contre environ 20 % pour son équivalent gyroide.