摘要:本文强调了增材制造技术在过去几年中在汽车零部件生产中的重要性。它指出了这些生产技术已应用的行业和科学领域。主要的制造方法基于所用材料(包括金属和非金属)进行介绍。作者主要关注采用金属及其合金的增材制造技术。在此背景下,他们将这些方法分为三大类:L-PBF(激光粉末床熔合)、薄板层压和DED(定向能量沉积)技术。在本文的后续工作阶段,提到了使用金属增材制造(MAM)方法生产的汽车部件的具体示例。
鸣谢:AFS-D 图像归功于 MELD TM Manufacturing,冷喷涂图像归功于 Spee3D,EBW-DED 图像归功于 Sciaky 和 Lockheed Martin Corporation,AW-DED 图像归功于 Gefertec,LW-DED 图像归功于 Meltio,UAM 图像归功于 Fabrisonic 和 NASA JPL,LP-DED 图像归功于 IRT Saint-Exupery 和 Formalloy 领导的 DEPOZ 项目,L-PBF 图像归功于 Renishaw plc 和 CellCore GmbH/Sol Solutions Group AG,EB-PBF 图像归功于 Wayland 和 GE Additive/Arcam。
摘要在本文中,研究了晶格结构的扭转和压缩行为。PLA(聚乳酸)材料用于组装中,并通过增材制造方法产生。在实验研究中,通过数字图像相关系统(DIC)系统研究了结构和晶格行为。使用三个不同的单元电池模型创建的模型,作为trunch八浓度,trunch八光线,带有节点的身体对角线以及两个不同的,70 mm和140毫米,总长度大小。通过压缩和扭转实验研究了单位细胞模型的影响,细胞大小对结构的强度进行了研究。获得了最大压缩应力和最大扭转,并提出了其变形。由于细胞模型的结构与扭转兼容,因此在带有节点细胞模型的身体对角线和140 mM的身体对角线中确定了最高最大扭矩。在Trunch Octa Light细胞模型和140 mM细胞长度中确定最高的压缩应力。
摘要:由于人类活动引起的气候变化以及资源和材料稀缺等各种因素,产品的可持续发展受到行业和消费者的极大关注。为此,萨克森州可持续增材制造模拟 + 生活实验室 (SAMSax) 已建立为一个物理实验空间,旨在提高产品的可持续性。这包括选择资源高效的制造工艺、使用可再生材料、减少使用过程中的能源消耗以及可回收性设计。实验室的创新方法还整合了一个开放式创新过程,让现有和潜在的利益相关者参与其中。与来自工业、学术界和政府的利益相关者密切合作,促进了创意的产生,提供了解决方案,并提高了接受度和实际实施。从方法论上讲,SAMSax 专注于升级有机和无机残留物以及工业和农业的副产品,使用增材制造(“3D 打印”)将它们重新整合为工业生产中的创新组件。生活实验室通过数字技术、分析和协作开发提供了一个网络和主动知识转移的空间,从而能够在现实环境中测试和评估创新。已经确定了几种适合增材制造和新产品的潜在废料。除了工业废料外,纸张和木屑等材料、沙子等工业副产品以及收获残渣等农业残渣也在实验室中使用增材制造进行分析、加工和测试。通过这种方式,SAMSax 可以为综合、一致的循环经济做出贡献。该研究旨在证明 SAMSax 生活实验室是增材制造领域创新的关键驱动力。此外,这项研究还通过将生活实验室展示为一个面向应用的研究环境做出贡献,重点关注中小企业的创新实施。
2.1. 槽式聚合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... .... 16
增材制造 (AM) 通过提供快速制造能力,彻底改变了液体火箭发动机的部件设计。这为推进行业的开发和飞行计划带来了重大机遇,从而节省了成本和时间,并通过新设计和合金开发提高了性能。一个值得注意的例子是 GRX-810 氧化物弥散强化 (ODS) 合金,它是专门为极端温度而开发的。这种镍钴铬基合金是使用集成计算材料工程 (ICME) 技术创建的,旨在专注于具有出色温度和抗氧化性能的新型材料。GRX-810 合金利用 AM 工艺将纳米级氧化钇颗粒融入其整个微观结构中,从而实现了显着的增强。与传统的镍基高温合金相比,GRX-810 合金的抗拉强度提高了两倍,蠕变性能提高了 1,000 倍,抗氧化性能提高了两倍。 NASA 成功展示了使用 GRX-810 合金通过激光粉末床熔合 (L-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED) 工艺开发和制造部件。我们付出了大量努力来建模、评估冶金性能、开发热处理工艺、表征微观结构和确定机械性能。GRX-810 合金专为航空航天应用而设计,包括液体火箭发动机喷射器、预燃器、涡轮机和热段部件,可承受高达 1,100°C 的温度。开发这种合金的目的是缩小传统镍基高温合金和耐火合金之间的温度差距。本文对 GRX-810 合金与其他航空航天合金进行了全面的比较,讨论了其微观结构、机械性能、加工进步、部件开发和热火测试结果。此次研发的最终目标是提升 GRX-810 合金的技术就绪水平 (TRL),使其能够融入 NASA 和商业航空航天应用。
摘要 增材制造设计 (DFAM) 旨在开发利用增材制造 (AM) 工艺独特功能的设计,以实现效益最大化。本文重点介绍了 DFAM 研究前沿的几个问题。首先,描述了在计算设计过程中需要包括制造时的机械和其他物理特性,例如拓扑和形状优化以及生成设计。AM 工艺很少生产具有均匀成分和各向同性特性的零件,因此设计方法和工具不应假设它们。其次,针对 AM 工艺链进行设计的主题很重要,因为 AM 制造的零件通常需要后处理操作,例如支撑去除、精加工、热处理等。DFAM 方法需要结合整个工艺链,而不仅仅是 AM 工艺,本文以金属粉末床熔合为例进行了探讨。第三,通过彻底重新思考产品架构,可以实现 AM 的最大优势。电动摩托车和辅助外骨骼的示例说明了这些想法和潜在优势。最后,提出了一些关于 4D 打印设计的想法,特别是利用形状记忆效应的 3D 打印变形和可部署系统。
累积制造 (AM),即材料的逐步形成,最近已成为连续生产的一种选择。目前,包括重要的工程材料钢、铝和钛在内的多种金属材料可以重新用于具有不同截面的全厚材料。本综述文章描述了 AM 工艺、微观结构和材料性能之间的复杂关系。它解释了激光束熔化、电子束熔化和激光金属沉积的基础知识,并介绍了不同工艺的商用材料。然后,介绍了增材制造钢、铝和钛的典型微观结构。特别关注了 AM 特定的晶粒结构,这些结构是由复杂的热循环和高冷却速率产生的。增材制造从快速原型设计转变为快速制造应用。这不仅需要对工艺本身有深入的了解,还需要对工艺参数产生的微观结构以及材料截面有深入的了解。在众多可用技术中,只有一种工艺适合生产满足制造条件的金属层。本文详细研究了目前制造适用性最高的三种累积制造技术,即激光束熔化 (LBM)、电子束熔化 (EBM) 和射线源沉积 (LMD),其工艺、微观结构和颗粒之间的关系。累积制造重复使用的材料与使用传统系统重复使用的相同材料相比,通常具有截然不同的颗粒。
• AM = 增材制造 • DED = 定向能量沉积 • DfAM = 增材制造设计 • PBF = 粉末床熔合 • LP-DED = 激光粉末 DED • L-PBF = 激光粉末床熔合 • EB-PBF = 电子束粉末床熔合 • LW-DED = 激光丝 DED • AW-DED = 电弧丝 DED • EB-DED = 电子束 DED • AFSD = 增材搅拌摩擦沉积 • UAM = 超声波增材制造