Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo
Simulering för tillverkning av plåtformade och svetsade bi-metalliska komponenter till flygmotorstrukturer i superlegeringar
Foto: GKN Aerospace Sweden - RISE

Validering av fabricering för bimetalliska komponenter i 718/H282

För att svensk flygmotorindustri ska öka sin konkurrenskraft, alternativa tillverkningsprocesser för statiskt lastbärande strukturer i flygmotorer utvecklas. Fabricering innebär att strukturer byggs från smiden, plåt och små gjutgods vilka sammanfogas genom svetsning, t.ex. bi-metalliska komponenter där två olika legeringar sammansvetsas.

För att öka konkurrenskraften hos flygmotorindustrin i Sverige erbjuds fabricerade alternativ till dagens framtagning för statiskt lastbärande strukturer i flygmotorer bl.a. genom införande av nya tillverkningsmetoder och relationer med närliggande underleverantörer. Fabricering involverar smiden, plåtformade komponenter och gjutgods vilka sammanfogas genom svetsning och värmebehandling. Tillverkningsprocessen möjliggör en flexibel konstruktion och tillverkningssätt med potential att optimalt kombinera materialtillstånd och legeringar för att uppnå excellens i prestanda och effektivitet samt minska vikt och därmed bränsleförbrukning (CO2). Samtidigt kan den egna förädlingsgraden öka vilket bidrar till en konkurrenskraftig produktkostnad. I fabriceringskedjans olika delprocesser uppstår formförändringar, vilket gör det nödvändigt att med hög precision prediktera återfjädring, restspänningstillstånd och formavvikelser genom kopplade finita element analyser (FEA) i syfte att möjliggöra en effektiv kompensering av formningsverktyg för resulterande formavvikelser. Speciellt intressant är s.k. bi-metalliska komponenter där två olika legeringar i flera materialtillstånd sammansvetsas till en komplett struktur.

Med tidigare arbete som grund samt forskning om, och utveckling av, processer som omfattar varmformning av plåt, svetsning och värmebehandling i legering 728 och Haynes®282®, ska detta fortsättningsprojekt resultera i optimerade formningsprocesser baserade på en virtuell tillverkningsskedja med kopplade FE-analyser. Målet är även att ett handplockat SMF med erfarenheter från plåtbearbetning i avancerade material kan vidareutveckla sin produkt- och processutveckling. Projektet samlar kompetens från flygmotorindustrin i Sverige, erkända FoU-centra inom tillverkningsprocesser, FE-modellering samt SMF med erfarenheter från plåtformning. Målen för projektet är:

  • Vidareutveckling av metodik för kopplade FEA av varmformning, svetsning och värme-behandling av bi-metalliska flygmotorkomponenter. Simuleringsdriven utveckling av produktionsmässiga varmformningsprocesser som säkerställer geometri och egenskaper i den framställda komponenten genom hela tillverkningskedjan. Detta fortsättningsprojekt involverar industridoktoranden som erhöll licentiatexamen i det tidigare NFFP6 projektet.
  • Utvecklingsarbete där SMF tar nödvändiga tekniksteg för att kunna tillverka av GKN efterfrågade varmformade plåtkomponenter i superlegeringar. En prototypkomponent formas, sammanfogas och utvärderas i nära samarbete med pågående projekt hos GKN.

(Doktorsavhandling) Modelling aspects in forming and welding of nickel-base superalloys

Sammanfattning

Projektnamn

NFFP 7

Status

Avslutat

Region

Region Blekinge, Västra Götalandsregionen

RISE roll i projektet

Deltagare, projektledare

Projektstart

Varaktighet

26 månader

Total budget

7 552 874 SEK

Partner

RISE IVF AB, Luleå Tekniska Universitet

Finansiärer

VINNOVA

Koordinator

Projektmedlemmar

Bidrar till FN:s hållbarhetsmål

9.Hållbar industri, innovationer och infrastruktur
12.Hållbar konsumtion och produktion
Lluis Perez Caro

Kontaktperson

Lluis Perez Caro

Forskare

+46 10 228 46 68
lluis.perez.caro@ri.se

Läs mer om Lluis Perez