Laserpolijsten verbetert oppervlakteruwheid en slijtageweerstand 3D geprint Inconel718

Zowel de ruwheid als de slijtageweerstand van 3D geprint Inconel718 kunnen aanzienlijk verbeterd worden met laserpolijsten. Chinese onderzoekers presenteren half september tijdens de 4e Conference on Laser Polishing LaP 2020 de ervaringen van hun onderzoek. Het is een van de highlights van de conferentie van het Fraunhofer ILT, die dit keer voor het eerst online plaatsvindt.

3D metaalprinten met laser poederbed gebaseerde technologie (LPBF) heeft de afgelopen jaren veel aandacht getrokken in uiteenlopende sectoren. Een van de zwakke punten is nog steeds de matige oppervlaktekwaliteit. Oppervlakken van de onderdelen die van een LPBF-machine komen, zijn ruw. Onderzoekers van de Beihang University in Beijing zijn deze werkstukken gaan polijsten met behulp van een laser. Specifiek gaat het om Inconel718, een materiaal dat vanwege goede mechanische en corrosiewerende eigenschappen veel gebruikt wordt in onder andere de olie- en gasindustrie.

Onderzoeksteam presenteert resultaten laserpolijsten tijdens virtuele conferentie Fraunhofer ILT

Oppervlakteruwheid verbetert tot Ra 0,1 µm

De resultaten die ze hiermee bereiken, zijn verbluffend goed. De oppervlakteruwheid verbetert van meer dan 7 µm naar minder dan 0,1 µm. Dit resultaat bereiken ze door met een nanoseconde fiberlaser het oppervlak te bewerken, Polijsten deden de onderzoekers met een 90W laserbron. Door het Inconel aan het oppervlak snel te smelten en dan weer te laten stollen, slagen ze erin om de oorspronkelijke afstand tussen pieken en dalen aan het oppervlak sterk te verminderen. Dat leidt tot een Ra-waarde van lager dan 0,1 µm en een RZ-waarde van 0,6 µm.

Slijtage-eigenschappen verbeteren met 90%

De onderzoekers van de Chinese universiteit zijn daarna nog verder gaan testen. Onder andere de microstructuur van het materiaal, de micro-hardheid en de slijtweerstand zijn onderzocht. De microstructuur wordt met laserpolijsten veranderd. Ook de hardheid verandert. Na het polijsten ligt deze 27,5% hoger (440HV). De belangrijkste ontdekking die ze deden, is echter dat de slijtageweerstand van het Inconel sterk verbetert. Het laserpolijsten verbetert de slijtageweerstand met 90 procent. De onderzoekers concluderen dan ook dat laserpolijsten veel potentieel biedt in het nabewerken van metalen AM-werkstukken.

Polijsten optische componenten van glas

Het onderzoek door het team van Beihang University in Beijing wordt op de tweede dag van de conferentie over laserpolijsten gepresenteerd, 17 september. Bij negen van de tien presentaties gaat het om het polijsten van metaal. In andere presentaties gaat het onder meer om het oplossen van oppervlakteporositeit van 3D geprinte metalen componenten met laserpolijsten. De tiende presentatie gaat over laserpolijsten van glas, specifiek optische componenten. De Duitse onderzoekers hebben de mogelijkheden onderzocht om met de laser beschadigingen aan het oppervlak van optische componenten te herstellen.

Vanwege de reisbeperkingen door Corona, vindt de 4^e Conference on Laser Polishing (LaP 2020 virtueel plaatst. Op 16 en 17 september zijn telkens van 13.30 – 16.45 presentaties, in totaal vijf per dag. Het volledige programma vind je hier en aanmelden kan via deze link (kosten € 100).