Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science

Murr, L. E.; Martínez, E.; Amato, Krista; Gaytan, Sara M.; Hernandez, Jennifer; Ramirez, D. A.; Shindo, P. W.; Medina, Frank; Wicker, Ryan B.

doi:10.1016/s2238-7854(12)70009-1

Cited by 400 publications

(168 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

151

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…EDS spot analysis (in at %) of phases 1-5 illustrated in Figure 6. Inter-dendritic regions of as-printed specimens have been observed to contain the γ strengthening phase [11,13,38,39]. MC-type carbides and Laves phase have also been reported to exist in these regions [12,[18][19][20].…”

Section: Phase Analysis Of Heat-treated Inconel 718mentioning

confidence: 94%

Microstructural and Microhardness Evolution from Homogenization and Hot Isostatic Pressing on Selective Laser Melted Inconel 718: Structure, Texture, and Phases

Seede

Mostafa

Braïlovski

et al. 2018

JMMP

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:In this work, the microstructure, texture, phases, and microhardness of 45 • printed (with respect to the build direction) homogenized, and hot isostatically pressed (HIP) cylindrical IN718 specimens are investigated. Phase morphology, grain size, microhardness, and crystallographic texture at the bottom of each specimen differ from those of the top due to changes in cooling rate. High cooling rates during the printing process generated a columnar grain structure parallel to the building direction in the as-printed condition with a texture transition from (001) orientation at the bottom of the specimen to (111) orientation towards the specimen top based on EBSD analysis. A mixed columnar and equiaxed grain structure associated with about a 15% reduction in texture is achieved after homogenization treatment. HIP treatment caused significant grain coarsening, and engendered equiaxed grains with an average diameter of 154.8 µm. These treatments promoted the growth of δ-phase (Ni 3 Nb) and MC-type brittle (Ti, Nb)C carbides at grain boundaries. Laves phase (Fe 2 Nb) was also observed in the as-printed and homogenized specimens. Ostwald ripening of (Ti, Nb)C carbides caused excessive grain growth at the bottom of the HIPed IN718 specimens, while smaller grains were observed at their top. Microhardness in the as-fabricated specimens was 236.9 HV and increased in the homogenized specimens by 19.3% to 282.6 HV due to more even distribution of secondary precipitates, and the nucleation of smaller grains. A 36.1% reduction in microhardness to 180.5 HV was found in the HIPed condition due to γ phase dissolution and differences in grain morphology.

show abstract

Section: Phase Analysis Of Heat-treated Inconel 718mentioning

confidence: 94%

Microstructural and Microhardness Evolution from Homogenization and Hot Isostatic Pressing on Selective Laser Melted Inconel 718: Structure, Texture, and Phases

Seede

Mostafa

Braïlovski

et al. 2018

JMMP

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The EBM process uses the same building principal as SLM, but instead of a fibre laser it uses a high-power electron gun (up to 3.5 kW), deflected via magnetism to melt powdered feedstock [3]. The electron gun can be deflected faster than a galvo mirror (electron spot capable of travelling up to 8000 m/s), has a higher power than SLM systems and its electron beam can be split into multiple spots allowing a much faster build rate than SLM (80 cm 3 /h EBM compared to 5-20 cm 3 /h SLM).…”

Section: Metallic Powder Bed Additive Manufacturing Technologiesmentioning

confidence: 99%

Diode area melting single-layer parametric analysis of 316L stainless steel powder

Zavala-Arredondo

Groom

Mumtaz

2017

Int J Adv Manuf Technol

View full text Add to dashboard Cite

Diode area melting (DAM) is a novel additive manufacturing process that utilises customised architectural arrays of low power laser diode emitters for high speed parallel processing of metallic powdered feedstock. The laser diodes operate at shorter laser wavelengths (808 nm) than conventional SLM fibre lasers (1064 nm) theoretically enabling more efficient energy absorption for specific materials. This investigation presents a parametric analysis of the DAM process, identifying the effect of powder characteristics, laser beam profile, laser power and scan speed on the porosity of a single-layer sample. Also presented is the effect of process energy density on melt pool depth (irradiated thermal energy penetration capable of achieving melting) on 316L stainless steel powder. An analysis of the density and the melt depth fraction of single layers is presented in order to identify the conditions that lead to the fabrication of fully dense DAM parts. Energy densities in excess of 86 J/mm 3 were theorised as sufficient to enable processing of fully dense layers.

show abstract

“…Najczęściej wykorzystywane są proszki stali nierdzewnej. W odróżnieniu od SLS proszek jest przetapiany przez wiązkę lasera, co zapewnia szczelność modelu (brak porów) [1,4].…”

Section: Szczegółowy Opis Technologiiunclassified

“…Metoda bazuje na tej samej zasadzie co SLS, jednak jest przeznaczona wyłącznie do spiekania proszków różnych metali [4,5].…”

Section: Szczegółowy Opis Technologiiunclassified

See 1 more Smart Citation

A review of the newest 3D printing technology for metal objects

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Artykuł zawiera przegląd najnowszych technologii druku 3D obiektów z metalu. Technologie te sklasyfikowano ze wzglę-du na sposób podawania oraz łączenia materiału. Wskazano wady i zalety poszczególnych rozwiązań podawania materiału metalowego. Przedstawiono skrótowy opis technologii druku 3D z użyciem materiału metalowego oraz zestawiono producentów oferujących urządzenia do danej technologii. SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, obiekty metalowe, technika przyrostowaThe article presents the newest technologies of the 3D printing of metal objects. The technologies were classified on account of the way of laying and joining material. The research results are indicated the advantages and the disadvantages of the various methods of joining metal material. There is presented a brief description of the technology of the 3D printing which using a metal material, and lists of manufacturers who offering the device in the technology. KEYWORDS: 3D printing, metal objects, additive techniqueDruk trójwymiarowy (3D), należący do przyrostowych technik wytwarzania, jest wykorzystywany już od ponad 30 lat. Pionierem w tej dziedzinie jest Charles Hull, który w 1984 r. opracował technologię zwaną stereolitografią. Polega ona na utwardzaniu fotopolimerów za pomocą wiązki promieni ultrafioletowych. W kolejnych latach nastą-pił wzrost zainteresowania tematyką druku przestrzennego. Przełomowe było ostatnie dziesięciolecie, kiedy druk 3D został "uwolniony" od obowiązywania pierwszych praw patentowych, które właśnie wygasały. Dodatkowo projekt RepRap (replicating rapid prototyper) spopularyzował technikę druku przestrzennego za sprawą możliwości jego wykorzystywania -na zasadach wolnego dostępu do schematów urządzenia czy oprogramowania. Obecnie techniki przyrostowe znajdują się w obszarze zainteresowania wielu branż przemysłu. Potrzeby są jednak skierowane na zastosowanie technik 3D do tworzenia obiektów metalowych. Podział technologiiTechnika przyrostowego wykonywania metalowych obiektów uwzględnia: formę materiału roboczego oraz sposób jego łączenia i podawania. Dobór poszczególnych rozwiązań określa rodzaj technologii, w jakiej urządzenie będzie pracowało. Obecnie wyróżnia się wiele technologii druku 3D obiektów metalowych, a każda ma wyjąt-kowe cechy. Wybór najlepszej technologii zależy przede wszystkim od potrzeb wykonawcy i zamawiającego obiekty 3D z metalu. Te wymagania to najczęściej: krótki czas i niski koszt wytworzenia, odpowiednie właściwości mechaniczne materiału, wysoka dokładność (wierne odwzorowanie) czy druk skomplikowanych geometrycznie modeli. Na rys. 1 przedstawiono autorski podział technologii druku 3D obiektów metalowych.

show abstract

Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science

Cited by 400 publications

References 18 publications

Microstructural and Microhardness Evolution from Homogenization and Hot Isostatic Pressing on Selective Laser Melted Inconel 718: Structure, Texture, and Phases

Microstructural and Microhardness Evolution from Homogenization and Hot Isostatic Pressing on Selective Laser Melted Inconel 718: Structure, Texture, and Phases

Diode area melting single-layer parametric analysis of 316L stainless steel powder

A review of the newest 3D printing technology for metal objects

Contact Info

Product

Resources

About