Mittuniversitetet

miun.sePublikationer
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Surface roughness reduction in electron beam powder bed fusion additive manufacturing of super duplex stainless steel 2507: investigating optimisation techniques and face orientation-dependent irregularities
Mittuniversitetet, Fakulteten för naturvetenskap, teknik och medier, Institutionen för ingenjörsvetenskap, matematik och ämnesdidaktik (2023-). (Sports Tech Research Centre)ORCID-id: 0000-0002-2543-2809
Mittuniversitetet, Fakulteten för naturvetenskap, teknik och medier, Institutionen för ingenjörsvetenskap, matematik och ämnesdidaktik (2023-). (Sports Tech Research Centre)ORCID-id: 0000-0001-5954-5898
2025 (Engelska)Ingår i: Progress in Additive Manufacturing, ISSN 2363-9512, E-ISSN 2363-9520, Vol. 10, nr 4, s. 2487-2503Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The use of additive manufacturing in metals by powder bed fusion via electron beam (PBF-EB) is increasing for fabricating high-quality parts meeting industrial standards. However, high surface roughness poses a consistent challenge in PBF-EB. This study investigates two novel approaches to optimise surface roughness for a given machine and powder combination. Using machine control software’s recently introduced research mode functionality, we develop customised beam control code to effectively explore a vast parameter space. Additionally, we explored the impact of beam travel direction and spot morphology on surface roughness. Line-melt-based contours were explored by specimen manufacturing with layer-wise parameter change, whilst spot-melting-based samples were built using a full factorial design of experiments with four factors at three levels. Initial sample characterisation was done using a stylus-based contact profilometer, followed by detailed evaluation using focus variation microscopy. Results reveal that increasing beam power and spot energy exacerbate surface roughness. We also find that a well-defined energy distribution at the spot's edge contributes to smoother surfaces. Whilst the influence of beam travel direction on surface roughness remains uncertain, our findings underscore the importance of parameter selection in achieving optimal results. By adjusting contouring parameters, we achieve a vertical roughness of Ra17.7 ± 0.9 (Sa 21.6), significantly lower than in the current literature. These findings advance our understanding of surface roughness optimisation in PBF-EB and offer practical insights for improving part quality in industrial applications. By harnessing tailored beam control strategies, manufacturers can enhance the capabilities of additive manufacturing technologies in producing metal components.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Springer Nature , 2025. Vol. 10, nr 4, s. 2487-2503
Nyckelord [en]
Additive manufacturing, Electron beam, Powder bed fusion, Spot melting, Surface roughness
Nationell ämneskategori
Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:miun:diva-52347DOI: 10.1007/s40964-024-00763-1ISI: 001298760600002Scopus ID: 2-s2.0-105001075678OAI: oai:DiVA.org:miun-52347DiVA, id: diva2:1894515
Tillgänglig från: 2024-09-03 Skapad: 2024-09-03 Senast uppdaterad: 2026-02-27

Open Access i DiVA

fulltext(3631 kB)962 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 3631 kBChecksumma SHA-512
9588584c751e1560b962947650c9438a98f100b31b3ae385ba09f511d4c8c716a8db48bfc9d9023cb5c07baab53dd39a16aaaa127669d3ca4a350ba2e910a67e
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Roos, StefanRännar, Lars-Erik

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Roos, StefanRännar, Lars-Erik
Av organisationen
Institutionen för ingenjörsvetenskap, matematik och ämnesdidaktik (2023-)
I samma tidskrift
Progress in Additive Manufacturing
Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 964 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 954 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf