Sequential Post-Processing Methods to Enhance Surface Quality of Laser-Based Wire-DED Samples.

Abstract

This master's thesis investigates the feasibility of fabricating multi-material composite printing using a laser-based wire-DED printing technology. In the present study, stainless steel SS316L and mild steel ER70S-6 were printed separately as a monolithic sample and also top of one another to form a composite sample. The main objective was to investigate the interlayer connection or uniformity of both materials, followed by reducing the surface roughness using sequential post-processing methods. The interfacial investigation was done using a topological analysis by optical microscopy, followed by a microstructural investigation by SEM analysis and EDS analysis. The mechanical stability of the interfacial layer was evaluated using hardness testing. Furthermore, the surface roughness of the printed samples was reduced using sandblasting and centrifugal tumbling. The results showed that the interfacial layers were intermixed, exhibiting features of both grain structures. Also, the EDS analysis showed a sharp change in the elemental composition when traversing from SS316L to ER70S-6 material layers. The post-processing methods significantly reduced the surface roughness generated during printing, making it smoother and much more suitable for further use.

Tato magisterská práce zkoumá proveditelnost výroby vícesložkových kompozitů pomocí technologie laserového drátového DED tisku. V této studii byly nerezová ocel SS316L a měkká ocel ER70S-6 tištěny samostatně jako monolitický vzorek a také jedna na druhou, čímž vznikl kompozitní vzorek. Hlavním cílem bylo prozkoumat mezivrstvové spojení nebo homogenitu obou materiálů, následně pak snížit drsnost povrchu pomocí postupných metod následného zpracování. Vyšetření mezivrstvy bylo provedeno pomocí topologické analýzy optickým mikroskopem, následované mikrostrukturálním vyšetřením pomocí SEM analýzy a EDS analýzy. Mechanická stabilita mezivrstvy byla vyhodnocena pomocí zkoušky tvrdosti. Dále byla drsnost povrchu tištěných vzorků snížena pomocí pískování a odstředivého omílání. Výsledky ukázaly, že mezifázové vrstvy byly promíchány a vykazovaly vlastnosti obou zrnitých struktur. Analýza EDS také ukázala prudkou změnu v elementárním složení při přechodu z vrstev materiálu SS316L na vrstvy materiálu ER70S-6. Metody následného zpracování významně snížily drsnost povrchu vzniklou během tisku, čímž se povrch stal hladším a mnohem vhodnějším pro další použití.