红外激光定向能量沉积 (DED) 铝材面临许多加工问题,例如成形性差、形成孔隙、反射率高等,这些都降低了生产率。本文开发并应用了 2 kW 高功率(450 nm)蓝光定向能量沉积 (BL-DED) 技术对纳米 TiB2 装饰的 AlSi10Mg 复合材料进行加工。单道实验表明,蓝光形成完全熔化轨道所需的功率密度低于红外激光(1060 nm)的功率密度。在 900 W 激光功率下,扫描速度为 4 mm/s,蓝光熔池宽度和深度分别约为 2500 μm 和 350 μm;而红外激光未能完全熔化,原因是铝对蓝光波长的吸收率较高。在 4 mm/s 下,等轴晶粒的面积分数高达 63%。据我们所知,这一结果是 DED 工艺单道熔池中等轴晶粒面积分数最高的一次。如此高的比例主要归因于平顶蓝光激光的低热梯度(8 × 10 5 K/m)和纳米 TiB2 颗粒的细化效果。我们的工作表明,与使用红外激光的铝合金和复合材料 DED 相比,高功率蓝光激光提高了效率和制造质量,这也有望帮助加工其他高反射率材料,如铜合金。
摘要:二元Ti-Zr同质合金因具有高结构稳定性和良好成形性而成为激光定向能量沉积的潜在候选材料。针对其强度不足的问题,基于团簇模型设计了一系列不同Mo含量的Ti-Zr-Mo合金,并利用激光定向能量沉积技术在高纯钛基体上制备了该合金。研究了Mo含量对激光定向能量沉积合金组织和性能的影响。结果表明,所有设计合金的组织均为近等轴β晶粒,无明显织构。然而,随着Mo含量的增加,晶粒逐渐细化,晶格常数逐渐减小,有效提高了设计合金的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,但略微削弱了延展性和成形性。从性能和成形质量来看,Ti 60.94 Zr 36.72 Mo 2.34(at.%)合金的力学性能、摩擦学性能、化学性能和成形性能匹配良好,广泛应用于航空发动机零部件。
本研究的目的是利用现场传感器数据检测基于焊丝的定向能量沉积 (W-DED) 过程中的缺陷形成。本研究研究的 W-DED 类似于金属惰性气体电弧焊。W-DED 在工业上的应用受到限制,因为该过程易受随机和环境干扰的影响,这些干扰会导致电弧不稳定,最终导致缺陷形成,如孔隙度和不理想的几何完整性。此外,由于 W-DED 部件尺寸较大,很难使用 X 射线计算机断层扫描等非破坏性技术在处理后检测缺陷。因此,本研究的目标是使用从安装在电弧附近的声学传感器获取的数据来检测 W-DED 部件中的缺陷形成。为了实现这一目标,我们开发并应用了一种新颖的小波集成图论方法。该方法从受噪声污染的声学传感器数据中提取一个称为图拉普拉斯菲德勒数的单一特征,随后在统计控制图中跟踪该特征。使用这种方法,可以检测到各种类型缺陷的发生,误报率低于 2%。这项工作展示了使用高级数据分析进行 W-DED 现场监测的潜力。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可证开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
病原性冠状病毒是对全球公共卫生的主要威胁,例如严重的急性呼吸综合症冠状病毒(SARS-COV),中东呼吸综合症冠状病毒(MERS-COV)和新出现的SARS-COV-2,是冠心病2019(Covirus 2019)(Covirus nipery 2019)。我们在本文中描述了冠状病毒3C样蛋白酶(3CLPRO)的一系列抑制剂的结构引导优化,这是一种对病毒复制必不可少的酶。优化化合物在酶测定中使用HUH-7和VERO E6细胞系中的几种人冠状病毒和基于细胞的测定中的几种人冠状病毒有效。两种选定的化合物在培养的原代人气道上皮细胞中显示出对SARS-COV-2的抗病毒作用。在MERS-COV感染的小鼠模型中,病毒感染后1天的铅化合物从0增加到100%,并减少了肺病毒滴度和肺部组织病理学。这些结果表明,这一系列化合物有可能进一步发展为针对人冠状病毒的抗病毒药物。
Inconel 718 的定向能量沉积 (DED) 对于航空航天部件的修复至关重要,因为这些部件的认证公差很严格,特别是机械性能。在 DED 制造的 Inconel 718 部件中,硬度变化很大,这表明机械性能发生了变化,必须了解这些变化,以便消除这种变化或根据监管指导在设计中实施。在这项研究中,γ ʹ 析出被认为是整个部件硬度变化的原因,尽管 Inconel 718 传统上被视为 γ ʺ 强化合金。发现基于移动热源的简单析出电位模型与测得的硬度相关,并解释观察到的硬度分布。此外,研究表明,临界厚度小于 2 mm 的截面在竣工条件下永远不会达到峰值硬度。这种理解有助于开发用于微观结构的原位热处理策略,从而优化机械性能,这对于后处理步骤有限的修复技术是必要的。
定向能量沉积 Geovana Eloizi Ribeiro Vincent Edward Wong Diaz Willian Roberto Valicelli Sanitá Alessandro Rodrigues 圣保罗大学圣卡洛斯工程学院机械工程系 电子邮件: vwong.ufs@gmail.com 、geovana_rib@usp.br 、willian.r.sanita@usp.br 、roger@sc.usp.br、Reginaldo Coelho Teixeira 圣保罗大学圣卡洛斯工程学院生产工程系 rtcoelho@sc.usp.br 摘要:金属增材制造已经成为一种技术,能够以“近净成形”形式生产复杂金属零件、进行修复和使用梯度材料创建零件,从而能够制造高附加值和低产量的零件。激光和粉末定向能量沉积 (LP-DED) 是增材制造工艺的一种,通过集中的热能使金属粉末熔化。这些应用对航空航天、汽车和医疗等不同领域都具有吸引力。在医疗领域,其应用主要集中在制造植入物、假肢、仪器和医疗器械。在假肢和植入物的制造中,Ti6Al4V 钛合金因其高机械强度、高耐腐蚀性、低密度以及良好的生物相容性而脱颖而出。文献挑战之一反映了 LP-DED 工艺赋予打印部件的粗糙度,这会影响假肢和植入物的骨整合,与其恢复时间和成功率有关。本文评估了使用两种粉末从 LP-DED 工艺获得的 Ti6Al4V 部件的粗糙度。第一种是通过气体雾化生产的,第二种是通过先进的等离子雾化生产的。随后,在纯 Ti 基体上用 LP-DED 制造了八个样品。激光功率是另一个输入变量,范围从 300 W 到 345,增量为 15W。用去离子水和丙酮用超声波振动清洁样品。然后,我们使用共聚焦显微镜评估样品的粗糙度。所用粉末的粉末形貌表明,气雾化产生的粉末呈现非高斯分布,有薄片、孔隙和卫星。与气雾化粉末相比,先进等离子雾化产生的粉末呈现高斯分布,孔隙数量更少,卫星和薄片的存在也更少。关键词:定向能量沉积;粗糙度;Ti6Al4V,增材制造。1. 介绍
摘要:本研究采用激光定向能量沉积在 TiNi 形状记忆合金基体上构建富 Ti 三元 Ti-Ni-Cu 形状记忆合金,实现多功能双金属形状记忆合金结构的连接。采用经济高效的 Ti、Ni 和 Cu 元素粉末混合物作为原材料。采用各种材料表征方法来揭示两部分不同的材料特性。制备的 Ti-Ni-Cu 合金微观结构以 TiNi 相为基体,Ti 2 Ni 二次沉淀物。硬度没有显示出高值,表明主相不是硬质金属间化合物。通过拉伸试验获得了 569.1 MPa 的结合强度,数字图像相关揭示了两个部分不同的拉伸响应。使用差示扫描量热法测量相变温度。测得 Ti-Ni-Cu 合金截面的奥氏体终轧温度高于 80 ◦ C。对于 TiNi 基体,经测试,奥氏体终轧温度在底部接近 47 ◦ C,在上部基体区域约为 22 ◦ C,这是由于重复的激光扫描对基体起到了退火作用。最后,对两个形状记忆合金侧面的多重形状记忆效应进行了测试和识别。
CuAl8 合金可用于工业部件,这些部件需要良好的防腐和耐磨性能。该合金具有中等强度和良好的韧性,室温下的断裂伸长率约为 40%。此外,它还具有良好的电导率,尽管低于纯铝或纯铜。尽管具有这些特性,但尚未报道过 CuAl8 合金的增材制造。在这项工作中,使用带和不带原位热锻的直接能量沉积电弧 (DED-arc) 来确定微观结构演变和机械性能。生产的零件上没有发现内部缺陷。热锻与 DED-arc 相结合可减小和均质化晶粒尺寸,提高机械强度和机械性能的各向同性。此外,使用这种新型 DED-arc 变体可降低整个制造部件的残余应力大小。我们强调,这种合金可以通过DED电弧进行加工,并且伴随材料沉积的热锻操作对微观结构细化和均质化具有有益的影响。
增材制造 (AM) 的发展日新月异,取代了传统的制造方法。此外,人工智能和机器学习的应用也不断增加,以进一步应用和发展。本综述广泛跟踪了定向能量沉积 (DED) 工艺的所有研究工作和当代进展迹象。还详细分析了该工艺中使用的所有类型的 DED 系统、进料、能源和保护气体。已经严格审查了在 DED 工艺中实施人工智能 (AI) 以减少工艺对人的依赖并控制复杂方面的方法。各种 AI 技术(如神经网络、梯度增强决策树、支持向量机和高斯过程技术)都可以实现预期目标。在 DED 工艺中实施的这些模型已经过训练,可用于高精度产品和卓越质量监控。
摘要:热冲压工具需要冷却通道,最好具有较高的定位灵活性。传统上,这些冷却通道是机加工的。由于铣刀的可达性有限且灵活性低,因此这是一个缺点。通过定向能量沉积 (DED) 工艺,可以灵活地设计冷却通道。DED 可以制造不同几何形状的冷却通道,以控制热冲压工具中的热平衡。在这种情况下,添加剂可生产性和冷却通道的表面分数之间的一致性很重要,这有助于工具表面的有效热量。实验和数值分析表明,该领域的一种可能配置是水滴形冷却通道。为了降低 DED 工艺后的表面粗糙度,随后对工具表面进行球面抛光。由此产生的工具表面的粗糙度和波纹度会降低,但不会完全平整。表面纹理化可以应用于影响由 DED 实施的热冲压工艺中的材料流动。所述方法的组合允许制造具有近表面冷却通道的热冲压工具以及工具表面特性的整体或局部调整。