Bij MX3D zijn we voortdurend op zoek naar nieuwe materialen om meer mogelijkheden te creëren voor robotgestuurd 3D-metaalprinten met Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). In samenwerking met Novametal, een leverancier van hoogwaardige lasmaterialen, hebben we onlangs een uitgebreide reeks materiaalkwalificatietests uitgevoerd. Het doel is om te bepalen of geselecteerde Novametal-legeringen voldoen aan de mechanische en kwaliteitsnormen die vereist zijn voor WAAM-toepassingen, en om onze materiaalbibliotheek uit te breiden voor onze klanten met de M1/MX Metal AM-systemen.
Deze publicatie geeft een overzicht van de resultaten van deze testcampagne, met betrekking tot treksterkte, slagvastheid en buigprestaties voor twee hoogwaardige legeringen: aluminium ER5183 en nikkellegering NiCrMo-3.
Overzicht van materialen: waarom deze legeringen?
WAAM biedt nieuwe mogelijkheden voor de productie van grote, complexe metalen onderdelen met een kortere doorlooptijd dan bij conventionele methoden. Niet elk materiaal gedraagt zich echter op dezelfde manier bij additieve fabricage met behulp van een boog , en het is essentieel om de lasbaarheid, mechanische integriteit en herhaalbaarheid te waarborgen.
Samen met Novametal hebben we twee draden geselecteerd om hun prestaties met WAAM te testen:
- Aluminium ER5183, een hoogwaardige aluminiumlegering die veel wordt gebruikt in de scheepsbouw, offshoreconstructies en cryogene toepassingen, en
- De nikkellegering NiCrMo-3 (ERNiCrMo-3) is een corrosiebestendige, hoogwaardige legering op nikkelbasis die is ontworpen voor veeleisende omgevingen, zoals de chemische industrie, de scheepvaart en de energiesector.
Het is van cruciaal belang dat lasdraden voor WAAM stabiele boogkarakteristieken, een consistente toevoer en hoge mechanische prestaties leveren in de staat waarin ze worden geprint. Deze tests zijn bedoeld om te valideren of de geselecteerde Novametal-legeringen aan deze veeleisende criteria voldoen.
Testmethoden: ASME Driven Assurance
De materiaaltests werden uitgevoerd volgens de richtlijnen van ASME Sectie IX, Artikel VI, waardoor een strenge en door de industrie erkende methodologie werd gewaarborgd.
Voor elk materiaal hebben we zowel dunne (5 mm) als dikke (50 mm) WAAM-geprinte proefstukken geproduceerd met behulp van de robotgestuurde WAAM-systemen van MX3D. Deze monsters werden vervolgens onderworpen aan:
- Trektests – om de maximale treksterkte (UTS), de vloeigrens (YTS) en de rek (A%) te meten.
- Slagvastheidstests – uitgevoerd bij relevante temperaturen om de taaiheid te beoordelen.
- Buigtests – beoordeling van de vervormbaarheid en de kwaliteit van de lasnaden.
Alle rapporten van niet-destructief onderzoek (NDT), röntgenfoto's en mechanische testgegevens werden gedurende het hele proces gedocumenteerd.
Testresultaten per legering
De testresultaten voor de aluminium ER5183-draad waren als volgt:
Aluminium ER5183
Dunne (5 mm) monsters
- UTS: 282 MPa
- Buigtest: aanvaardbaar
Dikke (50 mm) monsters
UTS: 286 MPa
- YTS: 128 MPa
- Rek (A%): 30%
- Slagproef bij 20 °C: 30 J
- Buigtest: aanvaardbaar
Samenvatting: De ER5183-legering vertoonde goede lasbaarheid en mechanische prestaties in beide diktes, met consistente UTS-waarden en acceptabele ductiliteit voor structurele WAAM-toepassingen.
De testresultaten voor de nikkellegering NiCrMo-3 waren als volgt:
Nikkel-legering NiCrMo-3
Dunne (5 mm) monsters
- UTS: 616 MPa
- Buigtest: aanvaardbaar
Dikke (50 mm) monsters
- UTS: 683 MPa
- YTS: 401 MPa
- Rek (A%): 58%
- Slagproef bij -196 °C: 219 J
- Buigtest: aanvaardbaar
Samenvatting: NiCrMo-3 vertoont uitstekende sterkte, ductiliteit en opmerkelijke taaiheid bij cryogene temperaturen. Zijn prestaties bevestigen dat het geschikt is voor veeleisende toepassingen in de energiesector, offshore en maritieme sector via WAAM.
Conclusie: nieuwe materialen, nieuwe mogelijkheden
De succesvolle kwalificatie van aluminium ER5183 en de nikkellegering NiCrMo-3 betekent een belangrijke uitbreiding van het assortiment legeringen dat compatibel is met de M1- en MX-metalen AM-systemen . Beide materialen toonden een consistente lasbaarheid en mechanische integriteit, waarmee ze voldoen aan de strenge eisen van de ASME Sectie IX-tests.
Wat betekent dit voor u?
Als uw projecten corrosiebestendige nikkellegeringen of hoogwaardige aluminiumcomponenten vereisen, kan MX3D deze nu printen. Of u nu intern wilt produceren met uw eigen M1/MX Metal-systeem of op maat gemaakte onderdelen wilt bestellen bij onze productiefaciliteit in Amsterdam, deze nieuwe gekwalificeerde materialen zijn beschikbaar voor uw volgende toepassing.
Neem vandaag nog contact met ons op om de kwaliteit van het printen van uw metalen onderdelen met WAAM en ontdek hoe MX3D u kan helpen slimmer, sneller en flexibeler te produceren.
Neem vandaag nog contact op met MX3D om de WAAM-oplossingen voor uw branche te ontdekken.
