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双金属结构的增材制造 - NSF-PAR
目录 摘要................................................................................................................................................ 2
增材制造中的残余应力控制
摘要：残余应力是金属增材制造 (AM) 中零件或系统失效的主要原因之一，因为它们极易引起裂纹扩展和结构变形。尽管残余应力的形成已被广泛研究，但影响其在 AM 中发展的核心因素尚未完全揭示。迄今为止，已经开发出几种基于降低热梯度的策略来减轻 AM 中残余应力的表现；然而，如何选择最佳加工方案对于 AM 设计师来说仍不清楚。在这方面，与热变形和机械约束相关的屈服温度概念在控制残余应力方面起着至关重要的作用，但尚未得到充分研究，并且控制应力的相应方法也尚缺乏。为了进行此类研究，首先使用三杆模型来说明残余应力的形成机制及其主要原因。接下来，使用经过实验校准的热机械有限元模型来分析残余应力对扫描模式、预热、能量密度、部件几何形状和尺寸以及基板约束的敏感性。根据从此分析中获得的数值结果，提供了有关如何在 AM 过程中最大限度地减少残余应力的建议。
3D 打印/增材制造安全
• 化学蒸汽 – 研究表明，塑料长丝在 3D 打印过程中加热时会产生挥发性有机化合物 (VOC)。接触 VOC 会引起头痛、恶心以及眼、鼻和喉咙刺激。后处理蒸汽浴中使用的有机溶剂（如酒精和丙酮）容易蒸发，并造成吸入危险。 • 纳米颗粒排放 – 加热时，长丝在 3D 打印过程中会产生可吸入纳米颗粒 (NP)。此外，使用含 NP 的介质会将可吸入 NP 排放到周围大气中。NP 对健康的影响尚不清楚，但初步研究表明，吸入与心血管和肺部疾病有关。 • 腐蚀浴 – 通过将打印件放入含有氢氧化钠或其他腐蚀性化学物质的加热腐蚀浴中，可以去除支撑材料。接触这些化学物质可能会导致严重的化学灼伤、疤痕和视力损伤。 • 蒸汽浴 – 将 ABS 物体放入装有少量丙酮或其他有机溶剂的密闭容器中，即可将其打磨或“抛光”，这些溶剂会蒸发并与 ABS 塑料发生反应。这些溶剂通常易燃，吸入后会引起头痛、恶心和呼吸道刺激等症状。 • 生物材料 – 使用生物材料的打印机会产生气溶胶，这些气溶胶可能会被吸入或沉积在附近的表面上。 • 热量 – 紫外线灯、电机、加热床和打印头等组件在运行过程中会变热，触摸时可能会灼伤。 • 可燃性 – 铝、钢和钛等细小金属粉末在正常大气条件下会自燃（称为自燃性）。蒸汽抛光中使用的有机溶剂（如丙酮）在暴露于热源时会燃烧。床准备中使用的化学品（如发胶）是易燃的。 • 惰性气体 – 3D 打印机有时会使用惰性气体（如氮气或氩气）在打印室内形成不可燃气体。一些气溶胶喷射打印机使用惰性气体作为气溶胶化和沉积过程的一部分。如果将惰性气体引入周围大气，它会取代氧气并造成窒息危险。 • 电击 – 未受保护的电气元件和损坏的电源线可能会导致电击。
增材制造中的机器学习 - DR-NTU
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增材制造助力循环经济
增材制造可以说是新型数字化制造工业 4.0 的基石，它为提高运营和客户效率提供了巨大的机会。增材制造也被视为循环经济 (CE) 的强大推动力，旨在减少资源消耗，同时增加商业机会。零废物生产和减少实物库存只是 AM 如何积极促进 CE 目标的几个例子。本文旨在首先探索 AM 可以实现哪些 CE 战略，其次提供在 AM 支持的 CE 战略的早期设计中需要考虑的关键可持续性方面的例子。我们的研究结果表明，AM 在支持各种 CE 战略方面具有巨大潜力，从提供再生材料到原始制造、维修和再制造活动，再到材料报废后的回收。此外，AM 可以在帮助企业转变业务模式和设计新产品方面发挥关键作用。使用可持续性指标数据库，我们提供了在规划 AM 支持的 CE 战略时需要考虑的关键可持续性方面的例子。在规划和设计阶段考虑可持续性方面非常重要，以便了解并随后衡量对可持续性的潜在贡献。我们通过几个例子表明，需要逐案分析，因为没有普遍最佳的 AM 技术可持续性。关键词：循环经济、增材制造、可持续性方面、规划和设计
金属部件增材制造的力学模型
增材制造 (AM)，也称为 3D 打印，在制造金属部件的各个行业中得到广泛认可。部件的微观结构和性能因打印过程和工艺参数的不同而有很大差异，预测影响结构、性能和缺陷的致病变量有助于控制它们。由于模型在能够正确预测实验观察结果时最有用，因此我们专注于经过充分验证的可用 AM 机械模型。具体而言，我们严格审查了传输现象模型在凝固、残余应力、变形、缺陷形成以及微观结构和性能演变研究中的应用。我们还评估了 AM 模型在理解常用 AM 合金的可打印性和制造功能梯度合金方面的功能。考虑到建模知识方面的差距，确定了未来研究的机会。本综述的独特之处在于，它对借助比例模型、双向模型、基于云的大数据、机器学习和 AM 硬件的数字孪生快速认证 AM 组件进行了实质性讨论。
金属增材制造技术的进步和
9 Gradl, P.、Greene, S.、Protz, C.、Bullard, B.、Buzzell, J.、Garcia, C.、Wood, J.、Osborne, R.、Hulka, J. Cooper, K. 液体火箭发动机燃烧装置的增材制造：工艺开发和热火测试结果摘要。第 54 届 AIAA/SAE/ASEE 联合推进会议，AIAA 推进和能源论坛，(AIAA 2018-4625)。2018 年 7 月 9 日至 12 日。俄亥俄州辛辛那提。
北欧市场的金属增材制造
当想到增材制造 (AM)，或者大多数人所熟知的 3D 打印时，它可能被认为是一项现代技术，但第一台 3D 打印机实际上是在 1987 年发布的。但直到最近，公司才开始更多地研究最终用途零件制造的方法，因为 AM 设备的专利已于 2014 年到期。AM 最初主要用于原型制造，但由于现在该技术可以使用多种不同的材料，除金属外，用 AM 制造的零件还可用于关键应用。该报告的目的是调查北欧公司使用 AM 作为制造方法的机会和挑战。为此，在项目开始时发出了一项调查，以更好地了解公司已经如何使用 AM，以及其他公司需要考虑在其生产中实施 AM 的情况。在收到足够数量的回复后，根据调查的答案设计问题，用于采访以某种方式参与 AM 行业的公司。从访谈中可以看出，所有受访公司都认为，AM 领域缺乏知识，市场尚不成熟。但如果更多人接受该领域的教育并相信该技术，AM 就会显示出巨大的潜力，因为它已经可以应用于工业终端部件的生产。
增材制造 CoCrMo 金属的机械性能
有人提议通过重复同质单元细胞来开发超生物材料，用于骨科应用，以解决这些问题（Matassi 等人，2013 年；Van Hooreweder 等人，2017 年）。超生物材料凭借微架构设计结构的优势，展现出独特的机械和生物特性。这一特性使得突破性的患者专用承重植入物设计成为可能：（i）适合外科手术几何形状（Jun 等人，2010 年；Stoor 等人，2017 年），（ii）模仿天然骨的机械特性（Helguero 等人，2017 年；Zhang 等人，2018 年），以及（iii）为自然生物固定提供高表面（Long 等人，2012 年；Schouman 等人，2016 年）。可以合理设计孔隙形状、孔隙大小和孔隙率等单元特征，以实现承载能力（Montazerian 等人，2017 年；Torres Sanchez 等人，2018 年）。定制孔隙率可以降低刚度，以适应骨骼特性，从而增强植入物的功能（Jakus 等人，2018 年；X. Wang 等人，2016 年）。
金属增材制造技术的进步
关于 NIT CALICUT 卡利卡特国立技术学院 (NITC) 是 2007 年 NIT 法案管辖的 31 所国家级重要机构之一，由印度政府全额资助。该学院最初成立于 1961 年，是一所地区工程学院 (REC)，2002 年改组为国立技术学院。该学院提供工程、科学、技术和管理方面的学士、硕士和博士学位课程。通过与众多研究组织、学术机构和行业的积极合作，该学院在 NIT 体制下树立了新的运作风格。该学院目前提供 11 个本科课程和 30 个研究生课程以及工程、科学技术和管理等各个领域的博士学位课程；http://www.nitc.ac.in