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粒度和形状对粉末堆积密度的影响
在基于粉末床的添加剂制造（AM）中粉末扩散的不确定性在制造零件的质量和重复性方面提出了挑战。这些挑战由于粉末床颗粒之间存在的空隙而导致高孔隙率。这项工作着重于使用SS316L作为模型材料在粉末流动性上引起的粒径分布（PSD）引起的不确定性。分析了各种尺寸的颗粒，范围为10 µm至100 µm，以及双峰比为70:30的球形和卫星形颗粒。将使用USP 616确定每个样品的挖掘密度，表观密度和Hausner比率。较小的粒径已显示可降低体积密度和表观密度。同时，颗粒的形状也有助于粉末颗粒之间的包装能力。卫星粉已被证明可以增加粉末的直径，从而增强了粉末颗粒的散装密度。已显示双峰颗粒同时增加体积和挖掘的密度，而较小的粉末无法填充较大颗粒之间存在的空隙。但是，随着粉末颗粒之间的尺寸比的增加，大量密度降低，表明较小的粉末能够填补颗粒之间的间隙。在用Hausner比值来比较粉末颗粒时，双峰颗粒已显示出最差的流动性，值为1.19856。这是由于以下事实：较大颗粒之间的较小颗粒会增加粉末之间的摩擦。因此，本研究说明了粒度和形状如何影响粉末堆积密度，这对于优化材料设计和加工技术至关重要
微观结构和固有应力对粉末床熔合辊压抛光过程中残余应力的影响
使用综合建模框架研究了一种将激光粉末床熔合 (PBF-LB) 与层间打磨相结合的混合金属增材制造 (AM) 工艺，以提供新的见解，说明激光粉末床熔合工艺产生的不均匀微观结构和残余应力如何影响层间打磨过程中产生的诱导残余应力场。研究人员最近研究了类似的混合金属增材工艺导致的微观结构变化，然而，他们只是假设由此产生的微观结构对诱导残余应力有一定影响。此外，研究人员通过数值研究了打磨/滚压工艺参数对诱导应力的影响，但忽略了微观结构的影响，从而做出了均匀、各向同性的假设。这种做法抑制了对不均匀熔合层中可能存在的微观结构驱动的各向异性的预测。本文通过参数化研究了微观结构建模、固有残余应力映射和环境温度对混合金属增材工艺过程中诱导残余应力的影响。所展示的建模框架结合了激光粉末床熔合过程中产生的固有残余应力以及预测的微观结构，在随后的打磨模拟中阐明它们对打磨引起的残余应力的单独和综合影响。研究结果表明，对不均匀的 PBF-LB 微观结构进行建模会沿打磨表面引入塑性应变和残余应力的各向异性分布；沿处理过的表面平面应力分量的周期性与 PBF-LB 扫描线相重合。固有残余应力对打磨引起的残余应力的影响不太显著，但仍然可以观察到。升高的温度不仅会降低引起的压缩残余应力的幅度，而且还会导致沿扫描线和阴影空间预测的残余应力分量幅度变化较小。所提出的框架为微观结构和 PBF-LB 残余应力对打磨引起的应力的解耦影响提供了新的见解，而这些影响是无法通过实验技术区分的。然而，试样深度方向上的平均残余应力趋势以及抛光后的表面硬度值分别与文献中记录的X射线衍射和微压痕测量结果具有良好的一致性。
研究基体相和DED S45C Hastelloy X倾斜角对粉末层压过程中层压板附近传热特性的影响
由于严格的环境法规，使用增材制造工艺修复和再制造机械零件引起了广泛关注。定向能量沉积 (DED) 被广泛用于改造机械零件。在本研究中，进行了有限元分析 (FEA)，以研究基材相和倾斜角对通过 DED 沉积的哈氏合金 X 区域附近传热特性的影响。设计了考虑焊珠尺寸和图案间距的 FE 模型。采用平面高斯分布的体积热源模型作为 DED 的热通量模型。基材和沉积粉末分别为 S45C 结构钢和哈氏合金 X。在进行 FEA 时考虑了温度相关的热性能。研究了基材相和倾斜角对沉积区域附近温度分布和热影响区 (HAZ) 深度的影响。此外，还研究了沉积路径对 HAZ 深度的影响。分析结果用于确定合适的基底相位和倾斜角度以及适当的沉积路径。