Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Effets de la conception, de la charge d’alimentation et des paramètres d’un procédé sur la qualité de la fabrication additive d’un outillage de moulage sous pression à refroidissement conforme.

Tooling such as dies and molds experience numerous thermal cycles during operation. High performance tooling can be obtained by embedding conformal cooling channels for integrated thermal management. This concept is enabled using Additive Manufacturing (AM) technologies. Tooling is usually made of specialty steels. Weldability of most tool steels is however very limited, which makes their processability with laser powder bed fusion (LPBF) AM technologies difficult. The industry is thus presently using maraging steel as an alternative material to build complex additively manufactured, conformally-cooled tool inserts. Some industries reported early failure of these additively-manufactured tooling compared to the conventional tooling made of standard steels. The sources of inconsistencies in the AM tooling are yet unclear. In this project, the NRC in collaboration with the University of Waterloo, is aiming to understanding the links between material properties, process parameter, geometrical design, and tooling life of maraging steel tooling manufactured by LPBF.

Les outils tels que les matrices et les moules subissent de nombreux cycles thermiques pendant leur fonctionnement. Il est possible d’obtenir un outillage de haute performance en incorporant des canaux de refroidissement conformes pour une gestion thermique intégrée. Ce concept est rendu possible par les technologies de fabrication additive. L’outillage est généralement fabriqué à partir d’aciers spéciaux. La soudabilité de la plupart des aciers à outils est toutefois très limitée, ce qui rend difficile leur mise en œuvre avec les technologies de fabrication additive de fusion laser sur lit de poudre. L’industrie utilise donc actuellement l’acier vieilli thermiquement comme matériau de rechange pour fabriquer des plaquettes pour outils complexes par fabrication additive à refroidissement conforme. Certaines industries ont rapporté des défaillances précoces de ces outils fabriqués de manière additive par rapport aux outils conventionnels en acier standard. Les sources des incohérences dans l’outillage par fabrication additive ne sont pas encore claires. Dans ce projet, le Conseil national de recherches du Canada, en collaboration avec l’Université de Waterloo, explorera les liens entre les propriétés des matériaux, les paramètres du procédé, la conception géométrique et la durée de vie des outils en acier vieilli thermiquement qui sont fabriqués par fusion laser sur lit de poudre.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.