Mechanically assisted laser forming of thin beams

Mucha, Z.; Widłaszewski, Jacek; Kurp, Piotr; Mulczyk, Krystian

doi:10.1117/12.2262114

Cited by 9 publications

(6 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Dynamic effects from inertial forces were also neglected during the relatively slow deformation process. Hence, calculations were performed in the sequentially coupled analysis, where the material deformation does not change the temperature field [36].…”

Section: Numerical Simulationsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Effect of Pre-Stress on Laser-Induced Thermoplastic Deformation of Inconel 718 Beams

2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Laser thermal forming is an application of laser heating without any intentional use of external forces. Force-assisted laser bending and laser-assisted bending are hybrid techniques, which combine the use of external forces and local heating to increase the effectiveness of forming. A quantitative description of bending deformation induced by concurrent laser heating and mechanical loading is proposed in this study. Mechanical loading is expressed by the bending moment while the curvature is used to describe the resulting deformation. The contribution of a relatively less known mechanism of laser thermal bending in the hybrid process is identified. The mechanism is able to produce the so-called convex deformation, i.e., bending away from the incident laser beam. Experimental and numerical analysis is performed with thin-walled beams made of Inconel 718 nickel-based superalloy in the factory-annealed state. The Johnson–Cook constitutive material model is used in numerical simulations validated by experimental results.

show abstract

Section: Numerical Simulationsmentioning

confidence: 99%

“…The herein presented research into hybrid laser-mechanical forming of this superalloy aims at improvements in manufacturing of high-performance components for the aerospace and other industries. The introductory investigation has been performed with X5CrNi18-10 stainless steel [36][37][38].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of Pre-Stress on Laser-Induced Thermoplastic Deformation of Inconel 718 Beams

2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…6). The applied material data have been successfully verified in research on precise non-contact micro-positioning using the laser beam [25] and on laser-mechanical bending of thin bars [26]. An isotropic, elastic-plastic constitutive model with the Huber-Mises-Hencky (HMH) yield condition and isotropic hardening was adopted.…”

Section: Numerical Simulationsmentioning

confidence: 99%

“…Forming is performed by scanning the material surface with a moving laser beam, without any application of external forces [4,5]. Plastic deformation is produced due to the thermal expansion of the material under conditions of restraint deformation and due to the action of the resulting internal forces at elevated temperature [6,7]. Hence, the hard and difficult-to-form materials can be equally easily bent as other materials.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Archives of Metallurgy and Materials

Widłaszewski,

Nowak,

Nowak

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

The subject of the work is the analysis of thermomechanical bending process of a thin-walled tube made of X5CrNi18-10 stainless steel. The deformation is produced at elevated temperature generated with a laser beam in a specially designed experimental setup. The tube bending process consists of local heating of the tube by a moving laser beam and simultaneous kinematic enforcement of deformation with an actuator and a rotating bending arm. During experimental investigations, the resultant force of the actuator and temperature at the laser spot are recorded. In addition to experimental tests, the bending process of the tube was modelled using the finite element method in the ABAQUS program. For this purpose, the tube deformation process was divided into two sequentially coupled numerical simulations. The first one was the heat transfer analysis for a laser beam moving longitudinally over the tube surface. The second simulation described the process of mechanical bending with the time-varying temperature field obtained in the first simulation. The force and temperature recorded during experiments were used to verify the proposed numerical model. The final stress state and the deformation of the tube after the bending process were analyzed using the numerical solution.The results indicate that the proposed bending method can be successfully used in forming of the thin-walled profiles, in particular, when large bending angles and a small spring-back effect are of interest.

show abstract

“…jej chropowatości [1,2], właściwości tribologicznych, właściwości warstwy wierzchniej [3,4]). Polegają one na nanoszeniu warstw za pomocą wyładowań elektrycznych [5], a także na wykorzystaniu: procesów spawania [6] (w tym spawania hybrydowego lub mikrospawania [9][10][11][12]), techniki laserowej [7,8], natrysku cieplnego [12]. Istotnym elementem procesu technologicznego jest również obróbka kształtowa i wykończeniowa, ponieważ współczesne materiały są trudne w obróbce ogólnodostępnymi technologiami.…”

unclassified

Examination of chromium-based coating properties deposited by means of TIG

Dudek

Stefańczyk²,

Skowron

et al. 2017

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

Pomimo rozwoju materiałów konstrukcyjnych proces napawania wciąż jest nieodłącznym elementem wielu procesów produkcyjnych. Zużycie elementów części maszyn, polegające na pogorszeniu własności użytko-wych powierzchni roboczych tych elementów, skutkuje koniecznością ich wymiany. To zużycie jest spowodowane stopniową utratą materiału z powierzchni elementu wskutek jego ruchu względem współpracującej z nim substancji lub innego elementu, a także wieloma procesami fizycznymi i chemicznymi zachodzącymi podczas eksploatacji. To zagadnienie jest bardzo złożone. Wymiana zużytego elementu zazwyczaj wiąże się z wysokimi kosztami zamiennika. Jednym ze sposobów regeneracji części maszyn, które wskutek eksploatacji uległy częściowemu zużyciu, jest napawanie [17,19].Częstotliwość wymiany elementów można zmniejszyć przez stosowanie materiałów o większej odporności na zużycie. Tę cechę można zapewnić dzięki naniesieniu na materiał -np. metodą napawania TIG -powłoki poprawiającej jego właściwości. Proces napawania pozwala więc na regenerację elementów lub zwiększenie ich odporności na zużycie (dotyczy to np.: zębów koparek, wierteł górniczych, żeliwnych tłoków pomp czy powlekanych ołowiem ścianek zbiorników wykorzystywanych w przemyśle chemicznym). Dzięki temu można zredukować koszty produkcji oraz eksploatacji maszyn i urządzeń. NapawanieNapawanie jest procesem spawalniczym mającym na celu metalurgiczne stopienie napawanej powierzchni (napoiny) i ułożeniu jej na nadtopionym podłożu przedmiotu obrabianego. Jest to istotne z punktu widzenia uzyskania odpowiedniej głębokości wtopienia, która determinuje przyczepność napawanej warstwy do materiału podłoża. Proces napawania ma na celu nadanie przedmiotowi odpowiednich właściwości, takich jak odporność na zużycie (zwłaszcza ścierne) czy korozję. Może być stosowane do regeneracji części -poprawy jej geometrii i uzupeł-nienia ubytków spowodowanych nadmierną eksploatacją [17,18].Ważnym parametrem gotowego wyrobu jest udział podłoża w napoinie. Parametr ten zależy od wielu czynników, w tym od metody napawania i parametrów procesu [17,18]. W zależności od fizyki procesu, sposobu jego realizacji oraz czynników zastosowanych do topienia wyróżnia się wiele metod napawania. Metoda TIG (tungsten inert gas) polega na napawaniu łukowym elektrodą nietopliwą MECHANIK NR 11/2017 1057

show abstract

Mechanically assisted laser forming of thin beams

Cited by 9 publications

References 5 publications

Effect of Pre-Stress on Laser-Induced Thermoplastic Deformation of Inconel 718 Beams

Effect of Pre-Stress on Laser-Induced Thermoplastic Deformation of Inconel 718 Beams

Archives of Metallurgy and Materials

Examination of chromium-based coating properties deposited by means of TIG

Contact Info

Product

Resources

About