Characterization of Stainless Steel 316L pieces printed using Wire Arc Additive Manufacturing technique for aeronautical applications

Autor/a

Serrano Martínez, Víctor Manuel

Abstract

La fabricació additiva per arc elèctric, o WAAM per les sigles en anglès, és una tècnica utilitzada per a materials soldables que treballa utilitzant un fil de soldadura que es diposita capa per capa fins a aconseguir l'estructura prèviament dissenyada per ordinador. La utilització d'aquesta tècnica permet estalviar material i diners, entre altres coses, a més d'atorgar de llibertat en la mida d'impressió a aconseguir, cosa que li confereix un gran avantatge pel que fa als mètodes tradicionals de fabricació. Per això suscita un gran interès en indústries que requereixen peces grans com l'aeronàutica i la marítima.
Actualment, se li està donant molt enfocament a l'estudi d'aquesta tècnica, dels seus paràmetres de fabricació i de les propietats dels materials impresos.
En aquesta tesi s'estudien la microestructura i les propietats d'una peça d'acer inoxidable austenític 316 amb baix contingut en carboni (SS 316L, de low carbon en anglès) prèviament fabricada per l'empresa ESTIA (País Basc francès) mitjançant WAAM. Es van realitzar anàlisis microestructurals a partir de microscòpia òptica i electrònica, anàlisis químiques mitjançant EDX, caracterització de la duresa a Vickers de les peces, així com estudis de les fases cristal·logràfiques i del mòdul d'elasticitat del material. A més, es va realitzar un tractament tèrmic de relaxació de tensions a 600ºC on es pretenia observar si existia un efecte a les peces impreses.
S'ha comprovat que l'estructura trobada difereix de la que es podria obtenir per mètodes de fosa per a un acer austenític, obtenint estructures vermiculars o esquelètiques al llarg de la mostra, amb una proporció de fase δ-ferrita de 6-8%. D'altra banda, tant els valors de duresa com els del mòdul elàstic estan en rangs habituals per al material SS 316L fabricat per altres mètodes. Finalment, encara que visualment no s'observa un canvi a la microestructura de les peces, el tractament tèrmic permet homogeneïtzar la peça, obtenint resultats constants al llarg de la peça.

 

Director/a

Abad Roldán, Manuel David; Gómez Gras, Giovanni; Quenard, Olivier

Estudis

IQS SE - Màster en Ciència i Enginyeria de Materials

Data

2021-05-01