摘要 摩擦发光 (TL) 是一种由冲击、应力、断裂或施加的机械力引起的发光现象。这种现象可用于检测、评估和预测复合材料的机械故障。在本报告中,我们利用锰掺杂的硫化锌 (ZnS: Mn) 和聚苯乙烯 (PS) 复合材料通过增材制造技术制造了 TL 功能部件。利用扫描电子显微镜和微型 CT 扫描研究了聚合物基质内颗粒的形貌。采用差示扫描量热法 (DSC) 和热重分析 (TGA) 等热分析技术来评估复合材料的热转变和降解。通过三点弯曲试验评估打印样品的机械发光性能,并观察其取决于可用于在不同机械载荷下实现强光信号的加工条件。聚合物复合材料的制造和加工减小了颗粒尺寸,增强了颗粒分散性,并改变了聚合物的机械性能,有助于将 3D 打印部件中的机械发光响应提高 10 倍。3D 打印发光复合材料的独特机械发光特性在结构监测应用方面具有巨大潜力。
增材制造通常被称为 3D 打印,它彻底改变了高性能材料的开发和应用,从根本上改变了航空航天工程的格局。这项变革性技术为制造具有复杂几何形状和定制材料特性的组件开辟了新的可能性,而这些组件以前是传统制造方法无法实现的。增材制造对航空航天材料的影响是深远的,从性能优化到成本降低和创新加速。增材制造在航空航天领域最显著的优势之一是它能够生产具有复杂几何形状的组件,而使用传统的减材制造方法无法实现或极不切实际 [1]。
本研究首先对增材制造和航空航天业进行了市场调研,然后重点研究了旋翼飞机的几个使用案例部件。创建并应用选择标准来分析增材制造与传统方法相比所带来的价值,最终确定其在增材制造中的可行性。本研究将选择标准应用于飞机中不同功能的各种部件,从而得出一组候选部件。创建并应用评估方法对候选部件进行客观评估。初步研究表明,增材制造更倾向于具有可优化特征的铸造部件,以提高性能并降低成本和重量。此外,航空航天业拥有最佳的小批量零件产品组合,有利于增材制造的规模经济。
增材制造 (AM) 技术在金属 3D 打印过程中的灵活性已引起研究和工业界的广泛关注,该技术可用于制造复杂且精密的近净成形 (NNS) 几何设计。实现电弧增材制造 (WAAM) 部件的预期特性主要取决于对重要加工变量的仔细选择和精确控制,包括焊珠沉积策略、焊丝材料、热源类型、焊丝送料速度和保护气体的应用。因此,优化这些最重要的工艺参数的方法已得到改进,从而生产出更高质量的 WAAM 制造部件。因此,这有助于该方法的普及度和许多应用的全面提升。本文旨在概述 WAAM 中的焊丝沉积策略和工艺参数的优化。总结了制造高质量增材制造金属部件所需的 WAAM 方法中的多种线材沉积技术和工艺参数的优化。提出了 WAAM 优化算法,并预测了技术发展。随后,讨论了在快速发展的 WAAM 领域中 WAAM 优化的潜力。最后,从所审查的研究工作中得出结论。
本文件中可能会标明某些商业实体、设备或材料,以便充分描述实验程序或概念。此类标明并不意味着美国国家标准与技术研究所的推荐或认可,也不意味着这些实体、材料或设备一定是可用于此目的的最佳设备。SP1500 子系列中的出版物旨在捕捉与 NIST 标准、测量和测试相关工作相关的外部观点。这些外部观点可能来自行业、学术界、政府和其他方面。这些报告旨在记录外部观点,并不代表 NIST 的官方立场。本出版物中的观点、建议、调查结果和结论不一定反映 NIST 或美国政府的观点或政策。美国国家标准与技术研究所特别出版物 1500-17 Natl. Inst. Stand. Technol. Spec. Publ. 1500-17,79 页(2021 年 1 月)CODEN:NSPUE2 本出版物可从以下网址免费获取:https://doi.org/10.6028/NIST.SP.1500-17
标准可用?ISO/ASTM DIS 52920 - 增材制造 — 资格原则 — 工业增材制造场地要求 本文件定义了使用增材制造技术的制造场地(以下称为增材制造场地)的要求,这些要求与所使用的材料和制造方法无关。本文件规定了增材制造工艺的标准以及工艺链中与质量相关的特性和因素,并定义了增材制造场地内的活动和顺序。本文件适用于根据 E DIN EN ISO/ASTM 52900:2018-06 定义的增材制造技术,并遵循面向制造过程的方法。注意:本标准定义了 AM 设施的要求,并在文件中间接引用了 AM 工艺链。
过去几十年来,随着工业和技术的飞速发展,市场越来越意识到需要能够快速、可靠地向客户提供零件 [1]。快速成型 (RP) 是为这种技术而创造的一个术语,被广泛应用于各行各业。术语“RP”经常用于描述利用数字数据生产有形产品的技术 [2, 3]。增材制造 (AM) 和 3D 打印是相同的术语;人们对此有不同的看法。增材制造的同义词是 3D 打印,反之亦然。这两个术语都指将数据从计算机辅助设计 (CAD) 文件传输到机器的过程,最终产品是通过添加材料来制造的
人们越来越意识到增材制造 (AM) 工艺对环境的影响,这导致研究侧重于使用生命周期评估 (LCA) 方法量化其环境影响。本文的主要目的是回顾现有 AM 工艺 LCA 研究的最新进展。本文进行了系统的文献综述,共分析了 77 篇以 LCA 为重点的论文,包括社会生命周期评估 (S-LCA)。因此,研究了 LCA 方法在不同 AM 技术中的应用,并分析了不同的研究主题,例如 LCA 研究的目标和范围、不同 AM 技术的生命周期清单数据、AM 零件质量和机械性能、各种 AM 技术的环境、经济和社会性能,以及影响 AM 可持续性潜力的因素。基于对现有研究的批判性分析,认识到现有研究的五个主要缺点:(i) 一些 AM 技术研究不足;(ii) 更多地关注 AM 的环境可持续性维度,忽视其经济和社会维度;(iii) 将 AM 零件质量及其机械性能排除在可持续性评估之外; (iv) 对 AM 产品制造后的生命周期阶段关注不够;(v) 不同产品变量对 AM 可持续性的影响研究不够。最后,基于这些不足,建议未来研究方向如下:(i) 纳入新的 AM 材料和技术;(ii) 过渡到考虑 AM 的环境、经济和社会层面的三重底线可持续性评估;(iii) 将 LCA 研究范围扩展到 AM 产品的后制造阶段;(iv) 开发预测环境影响和成本模型;(v) 将质量和机械特性与 AM 技术的可持续性评估相结合。