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定向能量沉积
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
激光定向能量沉积制备 TiNi 基双金属形状记忆合金
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。
定向能武器系统模块化开放系统方法参考架构 (DEWS MOSA RA) 概述
________________ * 参考架构将随着时间的推移而发展，因为使用过程中积累的经验会被重新融入其中 ** 实施设计的选择将基于价格/性能交易、SWaP、
CuAl8合金原位热锻定向能量沉积电弧
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。
评论文章通过人工智能方法实现定向能量沉积
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。
激光粉末定向能沉积 NASA HR-1 的开发旨在优化液体火箭发动机应用的性能
DED NASA HR-1 开发面临的挑战：化学和微观结构不均匀性 1. 沉积态合金表现出不同程度的化学偏析和微观结构梯度。 2. 锻造合金可以通过热/冷轧（或锻造）和热处理进行优化，以消除化学偏析和微观结构不均匀性 3. 但 AM 材料的微观结构只能通过热处理进行优化 4. 因此，开发适当的热处理对于 AM 合金开发的成功至关重要。 5
采用定向能量沉积技术制造球面抛光热冲压工具的集成冷却通道
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。
使用掺铥光纤激光器 (DED-LB/P) 定向能量沉积在不锈钢基材上生成聚酰胺 12 涂层
摘要：由于其良好的材料特性（例如耐腐蚀、耐磨、生物相容性），聚酰胺 12（PA12）等热塑性材料因可用作金属部件上的功能涂层而备受关注。为确保涂层的空间分辨力并缩短工艺链，通过激光束（DED-LB/P）进行聚合物粉末的定向能量沉积是一种很有前途的方法。由于特征吸收带，在 DED-LB/P 装置中使用波长为 1.94 µ m 的铥光纤激光器进行研究，以在无需添加任何吸收添加剂的情况下在不锈钢基材上生成 PA12 涂层。通过红外热成像分析了能量密度和粉末质量流量的影响。此外，还通过差示扫描量热法、激光扫描显微镜、光学显微镜和交叉切割测试对涂层进行了表征。本研究结果首次证明了使用铥光纤激光器实现无吸收体 DED-LB/P 工艺的基本可行性。可实现孔隙率低、附着力好的 PA12 涂层。根据特定应用的要求，必须在 PA12 涂层的密度和表面质量之间进行权衡。使用红外热成像技术适用于现场检测因能量输入过多而导致的工艺不稳定性。
无量纲分析选择定向能量沉积……
人们对用于制造和修复薄壁结构的定向能量沉积工艺的兴趣日益浓厚，这促使人们更深入地了解该方法的基本构造块的特性：覆层形成。在本研究中，研究了通过沉积 316L 不锈钢 (SS316L) 粉末获得的覆层，其中三个不同的工艺参数是激光功率、激光移动速度和粉末质量流速。通过每个参数的宽样本范围来确保可重复性。从数据测量来看，覆层的平均硬度接近 SS316L 材料的典型 200 Hv，表明 Hall-Petch 效应占主导地位。研究还表明：(i) 激光功率是影响覆层深度的最重要因素，但对覆层厚度影响不大。(ii) 激光移动速度是影响覆层高度的主要参数。 (iii) 粉末质量流速往往会通过厚度增加来补偿深度减少，因此对包层高度没有明显影响。观察到增加激光功率是防止在零稀释下形成包层的最有效方法，零稀释是衡量打印包层与基材结合程度的指标。从 SS316L 包层组得出了无量纲分析。通过使用不同的不锈钢数据集进行验证并推断到更大的参数范围，证明该分析能够促进工艺参数的选择，以满足对包层尺寸的给定要求。由于其应用直观，该分析有可能被用作标准的预打印工具，以提高成功率，从而改善制造周转时间。
噪声生成解决方案支持定向能武器的真正威力
国防武器是技术前沿的中流砥柱，不断扩展设计和性能能力，以维护全球安全，免受敌对对手的攻击。定向能武器 (DEW) 因其与传统国防系统相比具有众多操作优势而引起了各军种和研究机构的极大兴趣。基于激光的定向能武器是一种强大的远程武器，可产生集中的能量束来消灭目标。这些高度聚焦的激光束以光速传播，支持近乎无限的射程，降低附带损害风险，并在从足够的电源获取能量的情况下提供无限的弹药供应。无论是从空中、陆地还是海上结构发射，其平台灵活性都可以扩大潜在的任务位置，无论在哪个领域。