Αξιολόγηση τεχνικών συγκόλλησης για τη δημιουργία στρωματικών δομών μεγάλου πάχους από σύνθετα υλικά σιδηρούχου μήτρας με ενίσχυση σωματιδίων

Καρελάκης, Αλέξανδρος Στυλιανός

Evaluation of welding techniques for the elaboration of high-thickness stratified structures of metal-matrix composites

Διπλωματική εργασία

Author

Καρελάκης, Αλέξανδρος Στυλιανός

Date

2023-07-28

Advisor

Μουρλάς, Αθανάσιος

Mec_45029.pdf (2.614Mb)

Keywords

Wire Arc Additive Manufacturing ; WAAM ; Προσθετική κατασκευή ; Additive manufacturing

Abstract

Στις μέρες μας η τεχνολογία προσθετικής κατασκευής (ΑΜ), τόσο στον χώρο της επιστημονικής όσο και της βιομηχανικής κοινότητας έχει καταφέρει τον άμεσο σχηματισμό αντικειμένων αντικαθιστώντας τις παραδοσιακές προσεγγίσεις σε ορισμένα βιομηχανικά πλαίσια με αποτέλεσμα την πιο σύντομη υλοποίηση του προϊόντος και την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης υλικών. Συγκεκριμένα, η προσθετική κατασκευή με βολταϊκο τόξο και συρμα (Wire arc Additive Manufacturing-waam) έχει ξεχωρίσει λόγω της αποδοτικότητας και των πλεονεκτημάτων που περιλαμβάνουν κυρίως υψηλούς ρυθμούς εναπόθεσης, αυξημένη απόδοση υλικών, μειωμένο χρόνο παράδοσης, καλύτερες επιδόσεις εξαρτημάτων και μειωμένο κόστος αποθεμάτων. Η τεχνολογία WAAM έχει πολλά κοινά με την συγκόλληση, καθώς περιλαμβάνει εναπόθεση στρώμα προς στρώμα για την δημιουργία μεγάλων εξαρτημάτων με λιγότερες πολυπλοκότητες. Παρ' όλα αυτά, η συγχώνευση υλικών και διαδικασιών κατασκευής εξελίσσεται ολοένα και περισσότερο με αποτέλεσμα να κρίνεται αναγκαία η αξιολόγηση των θερμικών φορτίων μέσω της χρήσης προγραμμάτων προσομοίωσης και των σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας με ενίσχυση σωματιδίων (παραδείγματος χάρη καρβιδίων) σε διασπορά. Με βάση την θεωρητική και πειραματική διαδικασία που θα ακολουθήσει θα εξετασθούν στην παρούσα εργασία όλα τα παραπάνω.

Abstract

Nowadays, additive manufacturing (AM) technology, both in the scientific and industrial community has achieved direct product formation replacing traditional approaches in certain industrial contexts resulting the fastest realization of the product and minimizing material consumption. In particular, wire-arc additive manufacturing (WAAM) has stood out due to its efficiency and advantages that mainly include high deposition rates, increased material yield, reduced lead time, better part performance and reduced inventory costs. AM technology using WAAM has much in common with welding, as it involves layer-by-layer deposition to create large parts with fewer complexities. However, the fusion of materials and manufacturing processes is increasingly evolving, making it necessary to evaluate thermal loads through the use of programs and metal matrix composites with TiC particle reinforcement in dispersion. Based on the theoretical and experimental procedure that will follow, all of the above will be considered in this project.