Raziskovalci iz Laboratorija za tribologijo in površinsko nanotehnologijo so pokazali, da lahko z natančno nastavitvijo laserske energije in strateško usmeritvijo tiskanja pri 3D-natisnjenemu jeklu kar potrojijo energijsko učinkovitost in izboljšajo odpornost pri obrabi. Njihova dognanja lahko občutno znižajo stroške in emisije v industrijski proizvodnji. Rezultati so objavljeni v reviji Wear (IF=6.1).
Dodajalne tehnologije (AM), zlasti selektivno lasersko taljenje (SLM), se uporablja za izdelavo kompleksnih kovinskih delov. A povezava med procesnimi nastavitvami in lastnostmi materiala ostaja izziv. Ker se lastnosti SLM-komponent razlikujejo glede na usmerjenost tiskanja, imajo ti izdelki pogosto neenakomerno odpornost proti obrabi, kar omejuje njihovo zanesljivost v letalski industriji in orodjarstvu.. Razumevanje, kako gostota laserske energije vpliva na mikrostrukturo in tribološko obnašanje, je ključno za optimizacijo zmogljivosti.
Obstoječe raziskave so se osredotočale predvsem na mehanske lastnosti in mikrostrukturo materialov, izdelanih z AM, medtem ko je bilo študij o spremembahobrabe, glede na različno smer tiska, objavljenih zelo malo. Večina raziskav so prednostno obravanavale trdoto ali natezno trdnost in so zanemarjale, vpliv nastavitev laserja na odpornost proti obrabi v različnih smereh. Ta študija sistematično preučuje vpliv gostote laserske energije na mikrostrukturo in obrabne lastnosti jekla 18Ni300, izdelanega s tehnologijo SLM. Tako povezuje procesne parametre z anizotropnim tribološkim obnašanjem.
Raziskovalci so preučevali jeklo 18Ni300, natisnjeno pri treh različnih gostotah laserske energije, kjer so analizirali poroznost, morfologijo dendritov ter trdoto na zgornjih (XY-ravnina) in stranskih (XZ-ravnina) površinah. Tribološki testi so pokazali, da odpornost proti obrabi niha glede na geometrijo talilnega bazena in usmerjenost dendritov. Najboljše rezultate (Najboljšo zmogljivost?) so dosegli pri drsenju po stranskih površinah pravokotno na dendrite. Višje gostote energije so zmanjšale poroznost. Hkrati so višje gostote energije povečale velikost dendritov, kar je znižalo trdoto ter hkrati izboljšalo odpornost proti obrabi na zgornjih površinah. S strateško usmerjenim tiskom so dosegli 300 % nižjo porabo energije in boljšo tribološko učinkovitost.
Ta raziskava odpira nove poti k načrtovanju AM-komponent s prilagojeno odpornostjo proti obrabi, kar lahko zniža stroške in emisije v industrijah, ki se zanašajo na visokozmogljive jeklene dele.