28619

تأثير فرآيند ساچمه زني بر ريزساختار و سختي قطعات ساخته‌شده به روش ذوب گزينشي ليزر (SLM)

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1398

1401/12/3

دكتر رامين هاشمي

مهندسي مكانيك

فرآيند ساخت افزايشي به روش ذوب گزينشي ليزر يكي از فرآيندهاي محبوب و درحال‌توسعه در صنعت امروزي است. برخي معايب اين فرآيند باعث ناديده گرفته شدن تمامي مزاياي آن در بسياري از شرايط عملياتي قطعات ساخته‌شده مي¬شود و همين امر موجب مي¬شود تا بسياري از صنعتگران و پژوهشگران اين روش را در ساخت قطعات مدنظر خود در نظر نگيرند. در پژوهش پيش¬رو، دو عيب مهم از اين فرآيند ساخت افزايشي با به¬كار بردن فرآيند تكميلي ساچمه¬زني برطرف شدند. در اين پژوهش ابتدا 4 نمونه با ابعاد و شرايط ساخت كاملا مشابه توسط روش SLM ساخته شدند. يك نمونه به عنوان شاهد و سه نمونه ديگر در شدت¬هاي مختلف ساچمه زني شدند. سپس آزمون¬هاي بسياري (مانند زبري سنجي، متالوگرافي، چگالي سنجي و بررسي درصد تخلخل، سختي سنجي و بررسي تركيبات فازهاي متالورژيكي) بر روي تمامي نمونه¬ها انجام شد كه نتايج مهمي را به¬همراه داشت. در مرحله بعد و به‌منظور بررسي پارامترهاي بيشتر از فرآيند ساچمه¬زني بر ماده مورداستفاده، يك مدل عددي توسعه داده شد. ماده متخلخل ساخته‌شده با روش ساخت افزايشي، به‌صورت يك ماده بدون تخلخل و همگن در نرم‌افزار Ansys مدل سازي شد و فرآيندهاي ساچمه¬زني به مدل تك ساچمه و مدل ساچمه¬هاي تصادفي با تعداد زياد در نرم‌افزار Abaqus شبيه¬سازي و نتايج بررسي شدند. همچنين درنهايت به¬عنوان بررسي اثر كاهش تخلخل در جلوگيري از رشد ترك¬هاي ايجادشده در قطعات يك شبيه¬سازي رشد ترك در آباكوس انجام شد. درنهايت نتيجه شد كه فرآيند ساچمه زني در حد مناسب، تاثير بسيار خوبي بر بهبود كيفيت سطح، تبديل تنش¬هاي پسماند كششي به تنش هاي پسماند فشاري و كاهش تخلخل ها داشته است. همچنين نتايج متعددي از شبيه سازي هاي تاثير پارامترهاي ساچمه زني بر تنش هاي پسماند و كارسختي ايجادشده روي قطعه حاصل شدند.

1402/05/30

The effect of the shot peening process on the microstructure and hardness of parts made by selective laser melting (SLM)

2/22/2024 12:00:00 AM

The additive manufacturing process by selective laser melting is one of the popular and developing processes in today's industry. Some disadvantages of this process cause all its advantages to be ignored in many operational conditions of manufactured parts, and this causes many craftsmen and researchers not to consider this method in the manufacture of their desired parts. In the upcoming research, two important defects of this additive manufacturing process were solved by using the supplementary process of shot peening. In this research, first, 4 samples with completely similar dimensions and manufacturing conditions were made by the SLM method. One sample was used as a control and three others were shot at different intensities. Then, many tests (such as roughness measurement, metallography, densitometry, checking the percentage of porosity, hardness measurement, and checking the composition of metallurgical phases) were performed on all the samples, which had interesting results. In the next step, a numerical model was developed in order to check more parameters of the shot-peening process on the used material. The porous material made by the additive manufacturing method was modeled as a non-porous and homogeneous material in Ansys software, and the shot peening processes were simulated in Abaqus software using a single shot model and a large number of random shot models. And the results were checked. Finally, as a check on the effect of reducing porosity in preventing the growth of cracks created in the parts, a simulation of crack growth was done in Abacus. Finally, it was concluded that the shot peening process had a good effect on improving the quality of the surface, converting tensile residual stresses into compressive residual stresses, and reducing porosity. Also, numerous and interesting results were obtained from the simulations of the effect of shot peening parameters on the residual stresses and work hardness created on the part.

ساخت افزايشي , ساچمه زني , بهبود كيفيت سطح , افزايش استحكام قطعات ساخته شده به روش SLM , ذوب گزينشي ليزر

Additive manufacturing , Shot peening , Improve surface quality , Increase in surface strength in 3D printed parts , selective laser melting (SLM)

Mohammad Amin Rahimi Jafari

Dr. Ramin Hashemi