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

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

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

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

The submitted verified technology describes a methodical procedure about 3D printing of partial components by SLM method, joining these components by welding and final surface treatment by plasma nitriding to increase the utility properties. The component to be produced is a shape-complex structural part, which is placed in the flow section of a steam turbine up to 5 MW output and there is long-term exposure to temperatures up to 500 °C. The part is made from nickel alloy Inconel 718. The main goal of the verified technology is to experimentally test the technological process on real products so that the utility and technological properties of the whole part are constant and applicable to the operating conditions. As a part of the verified technology, there is comparison of tribological and mechanical properties of nitride and non-nitride parts and also the assessment of the suitability of the used material for welding. According to this verified technology can be produced not only the verified part, but all similar parts produced as prototypes or series can be manufactured according to this verified technology as well. The technology has been verified by the industrial partner Jimalu spol. s r.o.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

20506 - Coating and films

Projekt

<a href="/cs/project/FV40127" target="_blank" >FV40127: Plazmově-nitridační zvyšování užitných vlastností svarů a dílů vytvořených pomocí aditivních technologií</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

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.

Interní identifikační kód produktu

KSP-2022-Z/OT-01

Číselná identifikace

KSP-2022-Z/OT-01

Technické parametry

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..

Ekonomické parametry

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..

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

46747885, 27295613

Název vlastníka

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

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

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

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—