Estimation of Appropriate Process Parameters for a Plasma Electron Beam Re-Melting Process Using Finite Element Analysis

빗리츄아; 이호진; 안동규

doi:10.7736/JKSPE.019.102

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자료유형: 학술저널

저자정보: 빗리츄아 (조선대학교) 이호진 (한국생산기술연구원) 안동규 (조선대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.37 No.1

발행연도: 2020.1

수록면: 75 - 82 (8page)

DOI: 10.7736/JKSPE.019.102

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Metal additive manufacturing using electron beam melting (EBM) process applies electron beam for heating, sintering, and melting of powders to fabricate a three-dimensional component. The component may contain residual porosity internally and may be subjected to poor surface finish externally. To improve the quality of the surface finish and densification, re-melting is conducted. The purpose of this paper was to estimate the appropriate process conditions for a plasma electron beam remelting process using heat transfer finite element analyses (FEAs). The impact of the travel speed of table and thickness of the deposited part on temperature distributions were examined. The size of molten pool was estimated from the results of the thermal FEA. From the estimated size of molten pool, the travel speed of table and the hatch spacing between remelting tracks are discussed and selected as the appropriate process conditions for electron beam re-melting process from the perspective of minimum overlapping region of the molten pool.

#Finite element analysis(유한 요소 해석) #Metal additive manufacturing(금속 적층 공정) #Re-melting process(재용융 공정) #Plasma electron beam(플라즈마 전자빔) #Appropriate process parameters(적정 공정 변수)

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Bassoli, E., Sola, A., Celesti, M., Calcagnile, S., and Cavallini, C., “Development of Laser-Based Powder Bed Fusion Process Parameters and Scanning Strategy for New Metal Alloy Grades: A Holistic Method Formulation,” Materials, Vol. 11, No. 12, p. 2356, 2018.

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Lee, H. J., Ahn, D. G., Song, J. G., Kim, J. S., and Kang, E. G., “Fabrication of Beads Using a Plasma Electron Beam and Stellite21 Powders for Additive Manufacturing,” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, Vol. 4, No. 4, pp. 453-456, 2017.

Lee, H. J., Song, J. G., Kim, J. S., and Ahn, D. G., “Preliminary Study on Pre-Heating Process of Stellite21 Powder Using Electron Beam,” Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol. 33, No. 5, pp. 419-425, 2016.

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