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http://ciateq.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1020/589| Optimización de parámetros de fabricación de piezas cilíndricas en 316L de pared delgada impresas verticalmente por fusión directa de metal por láser | |
| FRANCISCO MARTINEZ RAMOS | |
| JORGE CORONA CASTUERA John Henao | |
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| Parámetros de impresión Manufactura aditiva Sensor de temperatura Alojamientos de paredes delgadas DMLM printer parameters Additive manufacturing Temperature sensor Thin walls sheaths | |
| Las paredes de metal delgadas son características claves de los componentes en la industria de la aviación como los sensores o los intercambiadores de temperatura; estas paredes necesitan ser tan delgadas como sea posible sin comprometer la hermeticidad debido a que estos componentes están en contacto con fluidos (por ejemplo, aceite, combustible, aire) cualquier escape de estos fluidos a través de las paredes conlleva a errores como lo son lecturas incorrectas de señales en los sensores o contaminación mutua entre fluidos en los intercambiadores de calor. Específicamente en relación con los sensores de temperatura los métodos tradicionales de manufactura son rebasados cuando se quieren obtener paredes delgadas en largos alojamientos, característica que es requerida para lograr lecturas de temperatura rápidas y confiables; la manufactura aditiva sobrepasa muchas de las limitaciones de los maquinados. El propósito de este estudio es investigar la influencia de los parámetros de impresión para obtener alojamientos cilíndricos completamente densos y que se encuentren dentro de las tolerancias dimensionales y geométricas requeridas en la industria de los sensores en nuestros días. Para lograr este objetivo se realizó un diseño fraccionado de experimentos seguido de un diseño de superficie de respuesta y posteriormente los resultados fueron sujetos a un proceso de optimización y estudios de sensibilidad para obtener una guía para imprimir alojamientos cilíndricos con casquete esférico con diámetro externo entre .063” (1.60 mm) a .437” (11.10 mm), espesores de pared entre .006” (152 µm) a .043” (1090 µm) y sin soportes internos. Los resultados fueron validados experimentalmente al someter una probeta de Ø.125” (3.17 mm) y con un espesor de pared de .012” (304 µm) a una presión de 200 PSI sin que este presentara fugas y a 500 PSI sin deformaciones. Se encontró que la velocidad del láser en estrategia de contorno, velocidad de láser estrategia de impresión cara abajo y el tamaño del alojamiento son factores estadísticamente relevantes respecto a la precisión geométrica. Metal thin walls are a key characteristic among diverse aviation industry components such as sensors or heat exchangers; these walls need to be thinner as much as possible without compromising hermeticity, since these components are in contact with fluids (e.g., oil, fuel, air) any scape of these fluids thru the walls can lead to failures as incorrect signal readings in the case of sensors or mutual contamination between fluids on heat exchangers. Specifically, regarding temperature sensors, manufacturing methods are struggling to obtain thinner walls in long sheaths, which is required to achieve the time constant requirements; the additive manufacturing surpasses many of these machine limitations. The purpose of this study is to investigate the influence of printing parameters to achieve fully dense cylindrical sheaths within the dimensional and geometric tolerances required in the sensor industry nowadays. To fulfill this objective, a half factorial design of experiments (DOE) followed by a central composite design (CCD) and an optimization & sensibilization study were performed to obtain a guide to print cylindrical sheaths with an outside diameter from .063” (1.60 mm) to .437” (11.10 mm) with a wall thickness from .006” (152 µm) to .043” (1090 µm) with a spheric cap and without internal supports. The results were experimentally validated by subject a coupon of Ø.125” (3.17 mm) with a .012” (304 µm) wall thickness to a 200 PSI proof pressure demonstrating that it can withstand the pressure without leakage and to a 500 PSI burst pressure without deformation. It was found that downside laser speed, contour laser speed and geometry size are statistically significant factors with respect to geometric accuracy. | |
| CIATEQ, A.C. | |
| 2022 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
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| Versión aceptada | |
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| Aparece en las colecciones: | Maestría en Manufactura Avanzada |
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