Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) wordt steeds vaker toegepast voor industriële, dragende toepassingen. Om het materiaal- en certificeringsportfolioheeft MX3D met succes superduplex roestvast staal (ER2594) gevalideerd voor WAAM, gericht op veeleisende omgevingen zoals offshore, maritieme sector, energie en chemische verwerking. De draad die voor het testen werd gebruikt, werd geleverd door onze partner NovaMetal.
Om te controleren of het product klaar was voor productie, heeft MX3D samen met het Belgisch Instituut voor Lastechniek (BWI), dat buigtests, trektests, slagproeven en radiografische inspecties omvatte op zowel 5 mm als 50 mm dikke WAAM-geprinte profielen.
Buigtest: ductiliteit in dunne en dikke secties
Buigtests werden uitgevoerd in overeenstemming met ASME BPVC Sectie IX.
- Zowel de monsters van 5 mm als die van 50 mm werden tot 180° gebogen, waarbij de vereiste rekgraden werden toegepast zoals gedefinieerd in de norm.
- Uit visuele inspectie bleek geen scheuren of oppervlaktefouten in geen van de monsters.
Deze resultaten bevestigen een consistente ductiliteit en een goede hechting tussen de lagen, zelfs bij dikke WAAM-geprinte superduplexcomponenten.
Trekproef: sterkte en rek bevestigd
Daarna volgde een trektest ISO 6892-1 (methode A), waarbij proefstukken loodrecht op de WAAM-opbouwrichting werden genomen.
- De proefstukken van 5 mm vertoonden vloeigrenzen van ongeveer 550 MPa , treksterktes van ongeveer 760 MPa en rekwaarden van meer dan 30% .
- De proefstukken van 50 mm vertoonden zelfs nog hogere sterktewaarden, met vloeigrenzen van ongeveer 580 MPa , treksterktes tot 850 MPa en rekwaarden van ongeveer 35% .
Alle resultaten werden als acceptabel beoordeeld, wat wijst op stabiele mechanische prestaties over alle sectiediktes heen.
Macroscopisch onderzoek
Microscopisch onderzoek bevestigde een uniforme duplexmicrostructuur zonder abnormale fasen of defecten tussen de lagen, wat wijst op een stabiel WAAM-proces en de gemeten mechanische prestaties ondersteunt.
- 5 mm
- 50 mm
Impacttest: taaiheid die veel verder gaat dan de vereisten
Er werden Charpy-V-kerf-slagproeven uitgevoerd op 50 mm grote WAAM-superduplexmonsters bij –40 °C , in overeenstemming met ASTM SA-370 en ASME BPVC Sectie IX.
- De vereiste minimale botsenergie bedroeg 27 J. De gemeten waarden varieerden van ongeveer 94 J tot 158 J , met een gemiddelde ruim boven 100 J .
- Een representatieve waarde van 119 J laat duidelijk zien dat het WAAM-materiaal ruimschoots aan de eis voldoet.
Deze resultaten bevestigen de uitstekende taaiheid bij lage temperaturen van met WAAM geprinte superduplex.
Radiografische inspectie: interne kwaliteit gecontroleerd
Er werd een radiografische (röntgen)inspectie uitgevoerd op zowel dunne als dikke WAAM-secties. De inspecties bevestigden een hoge interne materiaalkwaliteit, vergelijkbaar met die van gegoten of gesmede superduplexcomponenten, waarbij geen kritieke defecten werden vastgesteld.
Wat dit betekent voor industriële WAAM
De succesvolle kwalificatie van superduplex roestvast staal toont aan dat WAAM op industriële schaal hoogwaardige, corrosiebestendige en sterke componenten kan leveren.
Dankzij de bewezen prestaties bij mechanische tests en inspecties is WAAM-geprint superduplex uitermate geschikt voor offshore-, maritieme, energie en chemische verwerkingstoepassingen. Het biedt een robuust alternatief voor conventionele productiemethoden, mede dankzij de 24/7 print-on-demand service en de mogelijkheden van de M1- en MX-systemen mogelijkheden.
Ten slotte zorgt MX3D voor een revolutie in grootschalig 3D-printen met metaal door de levering van hoogwaardige geprinte onderdelen te combineren met intuïtieve technologie. Onze eigen MetalXL WAAM-software zorgt ervoor dat iedereen die Wire Arc Additive Manufacturing gaat gebruiken, dit met maximale efficiëntie en gemak kan doen.
