Hur kan duplexa rostfria stål användas optimalt både för lasersvetsning och additiv tillverkning? Den frågan har Amir Baghdadchis från Högskolan Väst sökt svaret på i sin doktorsavhandling.
För att kunna använda duplexa rostfria stål inom additiv tillverkning (DED-LB) krävs att man utvecklar och anpassar tekniken till materialet. Amir Baghdadchis har i sin forskning fokuserat på just detta. Det framgår av ett pressutskick från Högskolan Väst.
– Duplexa rostfria stål används inom en mängd olika tillämpningar tack vare deras höga korrosionsbeständighet och mekaniska egenskaper. Men för att produktion och sammanfogning i materialet ska bli effektiv och nå önskat resultat krävs att man har exakt kontroll över processer och djupgående förståelse om sambanden mellan kemisk sammansättning, termiska cykler, resulterande mikrostrukturer och egenskaper, förklarar Amir Baghdadchis.
Utvecklat ny metodik
Under Amirs första år som doktorand fokuserade han på lasersvetsning av duplexa rostfria stål. Genom att experimentera med olika skyddsgaser och uppvärmningstekniker med laser identifierade han flera sätt att förbättra svetsfogarna. Han utvecklade även en ny metodik med hjälp av så kallad elektrondiffraktion (EBSD, Electron Backscatter Diffraction), som gör det möjligt att analysera fasfraktioner i materialet.
Amir Baghdadchis forskning har dock främst handlat om att utveckla kunskap om metalldeponering med tråd och laser som energikälla för duplexa rostfria stål. Tillsammans med andra forskare har han tagit fram en systematisk fyrstegs-metodik och sedan har additiv tillverkning använts för att ta fram en komponent i duplext rostfritt stål. Därefter analyserades komponentens mikrostruktur, mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet med hjälp av ett flertal tekniker, bland annat optisk mikroskopi, elektronmikroskopi, mekanisk provning och elektrokemisk korrosionsprovning.
Möjliggör ytterligare framsteg
– Utvecklingen av EBSD-metodiken är ett av de mest intressanta resultaten i min forskning. Metodiken ger ett robust ramverk för att analysera fasfraktioner i additivt tillverkade och svetsade komponenter. Det möjliggör ytterligare framsteg inom materialvetenskap och tillverkningsteknik.
– Dessutom kan den systematiska fyrstegs-metodiken bidra till att man enklare och mer kostnadseffektivt kan utveckla skalbara tillverkningsmetoder för produktion av metallkomponenter med bättre mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet, säger Amir Baghdadchis.
Förhoppningen är att hans forskning ska öppna nya vägar för fler branscher att gå över från konventionella produktionsmetoder till mer hållbara alternativ, som additiv tillverkning.
Du kan läsa mer om Amir Baghdadchis forskning i doktorsavhandlingen: “Directed Energy Deposition Additive Manufacturing and Welding of Duplex Stainless Steel using Laser Beam”.
