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Grant: Alliance Grants

École de technologie supérieure

$45,000.00

Development of additive manufacturing process of new particle size distribution powder for structural aeropace application

EF 2023-24

Résumé
The price of a printed metal part is high today because the processes use powders with very narrow characteristics to ensure good performance. These powders are expensive, limiting their fields of application. Ensuring the same level of quality with powders having coarser characteristics will generate enormous gains, but such a change is difficult because the process is highly sensitive to powder characteristics; requiring a significant paradigm shift. Changing the type of powder imply a complex process of developing parameters and analysis. The project's industrial partner (AP&C) will be able to produce a wide variety of powder types in order to establish which characteristics are the most appropriate to increase printing performance, process reproducibility, quality of the parts produced and guarantee analysis. A significant cost/benefit is introduced by such a change. This project will define the necessary modifications to the printing process to be able to use powders with a larger size distribution than the standard without compromising the quality of the parts produced. Through close collaboration between an experienced Korean printer, a Quebec powder producer, and a Quebec characterization center, the project will establish the necessary changes to enable the manufacturing of aeronautical quality parts using new types and less expensive powders. The results will reduce costs, develop expertise in both powder development and advanced characterization and train qualified personnel in a field in demand. Le prix d'une pièce métallique imprimée est aujourd'hui élevé car les procédés utilisent une poudre ayant des caractéristiques très étroites pour assurer de bonnes performances. Ces poudres sont dispendieuses, limitant leurs domaines d'application. En assurant le même niveau de qualité avec des poudres ayant des caractéristiques plus grossière, d'énormes gains seraient possibles. Un tel changement est difficile car le processus est sensible aux caractéristiques de la poudre, nécessitant un changement de paradigmes. Changer le type de poudre demande un lourd processus de développement de paramètres et d'analyses. Le partenaire industriel du projet (AP&C) pourra produire une grande diversité de type de poudres afin d'établir quelles caractéristiques sont les plus appropriées pour accroître les performances d'impression, la reproductibilité du processus, la qualité des pièces produites et garantir l'analyse coût/bénéfice qu'introduit un tel changement. Ce projet définira les modifications nécessaires au procédé d'impression afin de pouvoir utiliser des poudres avec une distribution de taille plus grande que le standard et cela sans compromis sur la qualité des pièces produites. Par le biais d'une collaboration étroite entre un producteur de poudre québécois, un imprimeur chevronné coréen et un centre de caractérisation québécois, le projet établira les changements nécessaires pour permettre de fabriquer des pièces de qualité aéronautiques en utilisant de nouveaux types de poudres moins dispendieuses. Les résultats permettront de réduire les coûts, développera une expertise tant en élaboration de poudre qu'en caractérisation avancée et formera du personnel qualifié dans un domaine en demande.
Programme
Alliance Grants
Emplacement
Quebec, Canada
Type de bénéficiaire
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

Tel que publié

Application id
576611-2022
Name nom
Bocher, Philippe P
Department département
Génie mécanique
Organization id
53
Institution établissement
École de technologie supérieure
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2022
Award amount
45000
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
703
Area of application group en
Transportation systems and services
Area of application group fr
Services et systèmes de transport
Area of application en
Aerospace
Area of application fr
Aérospatial
Research subject code
2100
Research subject group en
Mechanical engineering
Research subject group fr
Mechanical engineering
Research subject en
Génie mécanique
Research subject fr
Génie mécanique
Application title
Development of additive manufacturing process of new particle size distribution powder for structural aeropace application
Keyword
Additive Manufacturing; Extrem Evalue Statistics; Fatigue; Laser Powder Bed Fusion; Mechanical Testing; Porosities; Powder Metallurgy; Process optimisation; Titanium; X-ray tomography
Application summary
The price of a printed metal part is high today because the processes use powders with very narrow characteristics to ensure good performance. These powders are expensive, limiting their fields of application. Ensuring the same level of quality with powders having coarser characteristics will generate enormous gains, but such a change is difficult because the process is highly sensitive to powder characteristics; requiring a significant paradigm shift. Changing the type of powder imply a complex process of developing parameters and analysis. The project's industrial partner (AP&C) will be able to produce a wide variety of powder types in order to establish which characteristics are the most appropriate to increase printing performance, process reproducibility, quality of the parts produced and guarantee analysis. A significant cost/benefit is introduced by such a change. This project will define the necessary modifications to the printing process to be able to use powders with a larger size distribution than the standard without compromising the quality of the parts produced. Through close collaboration between an experienced Korean printer, a Quebec powder producer, and a Quebec characterization center, the project will establish the necessary changes to enable the manufacturing of aeronautical quality parts using new types and less expensive powders. The results will reduce costs, develop expertise in both powder development and advanced characterization and train qualified personnel in a field in demand. Le prix d'une pièce métallique imprimée est aujourd'hui élevé car les procédés utilisent une poudre ayant des caractéristiques très étroites pour assurer de bonnes performances. Ces poudres sont dispendieuses, limitant leurs domaines d'application. En assurant le même niveau de qualité avec des poudres ayant des caractéristiques plus grossière, d'énormes gains seraient possibles. Un tel changement est difficile car le processus est sensible aux caractéristiques de la poudre, nécessitant un changement de paradigmes. Changer le type de poudre demande un lourd processus de développement de paramètres et d'analyses. Le partenaire industriel du projet (AP&C) pourra produire une grande diversité de type de poudres afin d'établir quelles caractéristiques sont les plus appropriées pour accroître les performances d'impression, la reproductibilité du processus, la qualité des pièces produites et garantir l'analyse coût/bénéfice qu'introduit un tel changement. Ce projet définira les modifications nécessaires au procédé d'impression afin de pouvoir utiliser des poudres avec une distribution de taille plus grande que le standard et cela sans compromis sur la qualité des pièces produites. Par le biais d'une collaboration étroite entre un producteur de poudre québécois, un imprimeur chevronné coréen et un centre de caractérisation québécois, le projet établira les changements nécessaires pour permettre de fabriquer des pièces de qualité aéronautiques en utilisant de nouveaux types de poudres moins dispendieuses. Les résultats permettront de réduire les coûts, développera une expertise tant en élaboration de poudre qu'en caractérisation avancée et formera du personnel qualifié dans un domaine en demande.