Design of additively manufactured components based on locally representative material fatigue properties

Resumen

La tecnología de fabricación aditiva (AM) continúan progresando y permitiendo alcanzar diseños cada vez más complejos y optimizados. La industria química es uno de los sectores donde componentes AM han adquirido un gran interés. La falta hasta la fecha de una directiva europea que regule la inspección, certificación y aceptación de equipos sometidos a presión hace necesario progresar en esta línea. El objetivo que se persigue en este trabajo es el de desarrollar una metodología de diseño sobre componentes fabricados aditivamente basada en la estimación de vida a fatiga de las zonas más susceptibles de sufrir dicho tipo de fallo. El estudio comprende diversas facetas de análisis, simulaciones numéricas, análisis de la microestructura del material y una extensa campaña experimental. La evaluación de la integridad estructural se realiza aplicando mecánica de fractura. La historia térmica a lo largo del proceso de fabricación determina la microestructura del componente en cada región y, por ende, influye en las propiedades mecánicas en cada una. Se presentan los resultados preliminares de un proyecto de investigación en curso dirigido a la caracterización de propiedades mecánicas en recipientes de presión producidos por fusión láser en lecho de polvo (L-PBF, por sus siglas en inglés) de acero inoxidable 316L. Se detallan los resultados preliminares en términos de velocidad de crecimiento de grietas por fatiga (FCGR), y se comparan los resultados de probetas extraídas de diferentes regiones de los depósitos.