Abstract
Electrolytic polishing is a finishing method that removes material from a metal or alloy through an anodic dissolution process. Etching can often be performed in the same electrolyte by simply reducing the applied voltage to 10 percent of that required for polishing. Manufacturers of metallographic equipment present their products as automated. Only the electrolysis process itself is automated. After finishing, the sample must be immediately removed manually by the operator and cleaned. This process is critical with regard to the quality of the final sample surface and safety, because hazardous substances are often handled. The robot is placed next to an electrolytic equipment and handles all sample movements and the cleaning process in the ultrasonic bath in this experiment. The samples are made from ER308LSi austenitic stainless steel using 3D printing by Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). The final surface is achieved electrolytically on the commercial equipment. The aim of the experiment is to compare the microstructure, especially with regard to the possibility of distinguishing delta ferrite. The surface is characterized using various microscopic techniques. Robotization can be the key to improving surface quality and safety.
Abstract
Das elektrolytische Polieren ist ein Verfahren zur Endbearbeitung, bei dem in einem Prozess der anodischen Auflösung Material von einem Metall bzw. einer Legierung entfernt wird. Der gleiche Elektrolyt kann häufig auch zum Ätzen verwendet werden. Hierfür wird die angelegte Spannung einfach auf 10 Prozent des zum Polieren erforderlichen Werts reduziert. Hersteller von Metallographieausrüstung bezeichnen ihre Anlagen als automatisiert. Allerdings läuft lediglich die Elektrolyse selbst automatisiert ab. Unmittelbar nach der Endbearbeitung muss die Probe vom Bediener manuell entnommen und gereinigt werden. Dabei handelt es sich um einen sowohl hinsichtlich der Endoberfläche als auch bezüglich der Sicherheit kritischen Vorgang, da dabei oft mit gefährlichen Stoffen gearbeitet wird. Im Rahmen dieser Untersuchung führt das neben dem Roboter aufgestellte Gerät alle Probenbewegungen und die Reinigung im Ultraschallbad aus. Die Proben sind durch Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM, drahtbasierte additive Fertigung im Lichtbogenverfahren) im 3D-Druck aus rostfreiem austenitischem Stahl ER308LSi gefertigt. Die Endbearbeitung der Oberfläche erfolgt elektrolytisch im handelsüblichen Gerät. Im Rahmen des Versuchs soll das Gefüge insbesondere hinsichtlich der Möglichkeit, Deltaferrit zu identifizieren, verglichen werden. Die Oberfläche wird mittels verschiedener Mikroskopieverfahren charakterisiert. Eine Robotisierung kann hier wesentlich zur Verbesserung der Oberflächenqualität und Sicherheit beitragen.
About the authors
Ondrřej Ambrož is a PhD student at BUT. After completing his master's degree in foundry technology, he was employed at the ŽĎAS steelworks as a melter-operator-metallurgist. Since 2018 he has been working at the ISI of the CAS where he is responsible for all metallographic operations and development of new methods.
Jan Čermák is a PhD student at BUT and member of the Microscopy for Materials Science group at ISI. As a graduate in robotics, he integrate process automation in the metallography laboratory and in current research he deals with the application of deep learning methods for AHSS microstructure classification.
References / Literatur
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