Plasma-nitriding Increase of the utility properties of Welds and Parts Made by SLM Technology from Nickel Alloy (Inconel 718)

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F22%3A00010535" target="_blank" >RIV/46747885:24210/22:00010535 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Plazmově-nitridační zvýšení užitných vlastností svarů a dílů vytvořených SLM technologií ze slitiny Ni (Inconel 718)

Original language description

Předložená ověřená technologie popisuje metodický postup 3D tisku dílčích komponent metodou SLM, spojení těchto komponent svařováním a závěrečnou úpravu povrchu plazmovou nitridací pro zvýšení užitných vlastností. Vyráběnou komponentou je tvarově složitý konstrukční díl, který je umístěn v průtočné části parní turbíny do 5 MW výkonu a je dlouhodobě vystaven teplotám do 500 °C. Díl je zhotoven z niklové slitiny Inconel 718. Hlavním cílem ověřené technologie je experimentální odzkoušení technologického postupu výroby na reálných výrobcích tak, aby byly užitné a technologické vlastnosti celého dílu konstantní a aplikovatelné do provozních podmínek. Součástí ověřené technologie je porovnání tribologických a mechanických vlastností nitridovaného a nenitridovaného dílu a dále posouzení vhodnosti použitého materiálu pro spojování svařováním. Podle předložené ověřené technologie je možné vyrábět nejen ověřovaný díl, ale také všechny typově podobné díly vyráběné prototypově i sériově podle této ověřené technologie. Technologie byla ověřena průmyslovým partnerem Jimalu spol. s r.o.

Czech name

Plazmově-nitridační zvýšení užitných vlastností svarů a dílů vytvořených SLM technologií ze slitiny Ni (Inconel 718)

Czech description

Předložená ověřená technologie popisuje metodický postup 3D tisku dílčích komponent metodou SLM, spojení těchto komponent svařováním a závěrečnou úpravu povrchu plazmovou nitridací pro zvýšení užitných vlastností. Vyráběnou komponentou je tvarově složitý konstrukční díl, který je umístěn v průtočné části parní turbíny do 5 MW výkonu a je dlouhodobě vystaven teplotám do 500 °C. Díl je zhotoven z niklové slitiny Inconel 718. Hlavním cílem ověřené technologie je experimentální odzkoušení technologického postupu výroby na reálných výrobcích tak, aby byly užitné a technologické vlastnosti celého dílu konstantní a aplikovatelné do provozních podmínek. Součástí ověřené technologie je porovnání tribologických a mechanických vlastností nitridovaného a nenitridovaného dílu a dále posouzení vhodnosti použitého materiálu pro spojování svařováním. Podle předložené ověřené technologie je možné vyrábět nejen ověřovaný díl, ale také všechny typově podobné díly vyráběné prototypově i sériově podle této ověřené technologie. Technologie byla ověřena průmyslovým partnerem Jimalu spol. s r.o.

Type

Z_tech - Verified technology

CEP classification

—

OECD FORD branch

20506 - Coating and films

Project

<a href="/en/project/FV40127" target="_blank" >FV40127: Plasma-nitriding increasing of utility properties for welds and parts produced by means of additive technologies</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

KSP-2022-Z/OT-01

Numerical identification

KSP-2022-Z/OT-01

Technical parameters

Předložená ověřená technologie definuje optimální technologické parametry pro 3D tisk (SLM) tvarově složitého dílu z materiálu Inconel 718. Díl, v textu označovaný jako „domeček pro rozvod páry“, je možný vyrábět pro turbíny do výkonu 5 MW v jednom celku, pro turbíny do 25 MW výkonu je možné tvarově stejný díl, ale s většími rozměry. S ohledem na omezené pracovní možnosti 3D tiskáren je nutné větší „domeček pro rozvod páry“ vyrábět ze dvou komponent, které se spojí do celku svařováním technologií MIG nebo TIG. Vhodné technologické parametry svařování jsou rovněž v ověřené technologii navrženy. Pro dosažení požadovaných mechanických vlastností musí materiál Inconel 718 projít řízeným tepelným cyklem. Po výrobě dílu, ať již v jednom celku nebo po svaření z dílčích komponent, musí proto být „domeček pro rozvod páry“ tepelně zpracován podle optimalizovaných parametrů obsažených v ověřené technologii. Dále bylo ověřeno tribologickými testy, že životnost dílu může být zvýšena až o 23% v případě, že je povrch dílu plazmově nanitridován. Vytvořený výsledek byl ověřen a bude využíván firmou Jimalu spol. s r.o., která je společně s TUL vlastníkem ověřené technologie. Postup je aplikovatelný na ověřený díl i na typově podobné díly vyrobené podle této ověřené technologie..

Economical parameters

Výrobu daného dílu je možné realizovat – konvenčním odléváním a následným obráběním, obráběním z plného materiálu nebo technologií 3D tisku podle předložené technologie. Při ekonomickém zhodnocení výroby dílu bylo bráno v potaz nejen hledisko přímých nákladů (materiál, mzdy, energie atd.), ale i hledisko nepřímých nákladů spojených s odstávkou zařízení. V případě výroby dílů konvenčním odléváním a následným obráběním by cena jednoho dílu byla 28 400 Kč bez DPH a doba dodání 31 dní, při výrobě dílu obráběním z plného materiálu 69 840 Kč bez DPH a doba dodání 21 dní. Cena výroby jednoho dílu podle ověřené technologie 3D tiskem by činila 65 430 Kč a doba dodání 5 dní, přičemž 6 dílů (kompletní výměna) je možné dodat za 11 dní (ceny vstupních surovin k 8/2022). Přímé denní ztráty při odstavení turbíny a výkupní ceně 3000 Kč/1MW se pohybují od 260 000 do 290 000 Kč. S ohledem na úsporu času 10 dní (SLM výroba vs. obrábění z plného materiálu) je min. úspora nepřímých nákladů 2,6 milionu korun..

Application category by cost

—

Owner IČO

46747885, 27295613

Owner name

Technická univerzita v Liberci, JIMALU s.r.o.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—