摘要:事实证明,增材制造 (AM) 是众多行业中比传统工艺更受欢迎的工艺。这篇综述文章重点介绍了航空涡轮叶片从传统制造工艺到增材制造工艺的逐步发展。AM 是一种 3D 打印工艺,涉及快速成型和逐层构建工艺,可以开发涡轮叶片,并提供多种选项来修改涡轮叶片设计,与传统生产模式相比,可降低成本和重量。本文介绍了适用于制造高温涡轮叶片的各种 AM 技术,例如选择性激光熔化、选择性激光烧结、电子束熔化、激光工程净成型和电子束自由成型。本文讨论了 AM 的相关参数,例如粒度和形状、粉末床密度、残余应力、孔隙率和粗糙度。
定向的能量沉积添加剂制造零件具有陡峭的应力梯度,并且由快速热循环引起的各向异性微观结构和上层层制造,因此可以使用热处理来减少残留应力并恢复微观结构。数值模拟是确定热处理过程参数并减少必要的应用程序的合适工具。热处理模拟在此过程中计算失真和残余应力。验证实验对于验证仿真结果是必要的。本文提出了添加剂组件的热处理的3D耦合热机械模型。使用C形状样品几何形状进行基于失真的验证以验证模拟结果。Therefore, the C-ring samples were 3D scanned using a structured light 3D scanner to compare the distortion of the samples with different post- processing histories.
20 世纪 90 年代初,当美国空军正在处理发动机故障时,Jeff Dulaney 一直在巴特尔哥伦布实验室率先研发一项名为激光冲击喷丸的新技术。激光喷丸工艺使用激光向金属发射强大的冲击波,在材料中产生压缩残余应力,从而延长其使用寿命。Dulaney 意识到他所做的工作可以解决 B-1 风扇叶片损坏的问题。Dulaney 和巴特尔的其他同事与 GE 航空合作,在 GE 航空设施中安装激光喷丸解决方案。1995 年,这一合作关系促成了俄亥俄州都柏林 LSP 科技公司的成立,Dulaney 和他的团队在那里进一步开发了该技术,用于商业和国防用途。Dulaney 申请并获得了空军的小企业创新研究合同,同年他成立了 LSPT 来资助该开发。
15. 补充说明 16. 摘要 平均应力是船体结构细节载荷历史和疲劳的重要组成部分。焊接细节尤其如此,其中热点处的拉伸残余应力非常大,接近屈服应力,这可能会缩短结构部件的疲劳寿命。然而,在处理平均应力时,疲劳分析和设计规范和标准中的不同方法之间缺乏共性。因此,这项工作的目标是验证各种方法中采用的模型,寻求在规范中协调这些方法,并制定适当的方法来评估平均应力的影响。这些目标是通过审查平均应力对疲劳强度影响的现有数据并分析可用的疲劳数据来实现的,以便制定适当的方法来评估海洋应用疲劳分析中的平均应力影响。 17. 关键词 平均应力、疲劳模型、残余应力、焊接细节、船舶、设计规范和标准
恒定的材料沉积、热管理和填充模式的选择对该过程至关重要。[6] 对于大面积必须用材料填充的块状部件,重复的热循环会显著影响材料的微观结构特性。文献中介绍了几种 DED 加工方法。Ding 等人 [7] 提出了一种混合轮廓/之字形路径规划方法,并评估了单层电弧增材制造中产生的表面粗糙度。Foroozmehr 和 Kovacevic [8] 表明,从之字形图案到螺旋形的不同路径规划策略会导致不同的温度流和残余应力。Dwivedi 和 Kovacevic [9] 证明路径规划会影响打印部件的近净成形质量,从而影响该工艺在后处理工作量方面的经济可行性。Eisenbarth 等人 [10] [10] 研究了构建策略和后处理铣削对最终形状精度的影响。Heigel 等人 [11]
• 先进的电弧焊技术,包括双弧和串联工艺 • 激光束和混合焊接技术及应用 • 送丝或粉末电子束焊接 • 药芯焊丝和无缝药芯焊丝技术及其用途 • 全金属合金焊接及其焊缝测试和分析 • 工业应用、检查和测试 • 增材制造部件的表面改性 • 高强度和装甲钢焊缝及其性能(包括弹道性能) • 水下和湿焊技术及其耗材 • 金属增材制造 (MAM) 材料的设计和模拟方面 • MAM 材料的测试、MAM 部件的变形预防和残余应力 • MAM 和双金属 WAAM 部件的疲劳和断裂韧性方面 • 机器人 MAM 和 WAAM 应用中的编程和软件开发 • 增材制造的预测理论和计算方法 • MAM 和 WAAM 部件的测试、无损检测方法和缺陷评估 • 焊接和 MAM 和 WAAM 人员的教育-培训-认证发展
增材制造 (AM) 通常会导致钛合金强度高但延展性差。混合 AM 是一种能够同时提高延展性和强度的解决方案。在本研究中,通过将定向能量沉积与层间加工相结合,实现了 Ti-6Al-4V 的混合 AM。通过检查微观结构、残余应力和显微硬度,可以解释层间加工如何在保持与打印样品相同的强度的同时使延展性提高 63%。层间加工在打印中引入了反复中断,从而导致加工界面处针状 α 板条在缓慢冷却下变粗。选择性加工层上的粗 α 板条增加了拉伸载荷下的位错运动并提高了整体延展性。本出版物中强调的结果证明了混合 AM 提高钛合金韧性的可行性。关键词:混合增材制造、铣削、定向能量沉积、钛 1. 简介
摘要:为了了解选择性激光熔化 (SLM) 工艺背后的物理行为,人们广泛采用了数值方法进行模拟。宏观尺度的数值模拟可以研究输入参数(激光功率、扫描速度、粉末层厚度等)与输出结果(变形、残余应力等)之间的关系。然而,有限元法求解的宏观热模型无法正确预测熔池深度,因为它们忽略了熔池中流体流动的影响,尤其是在存在深穿透的情况下。为了弥补这一限制,提出了一种易于实现的温度相关热源。该热源可以在模拟过程中调整其参数,以补偿与流体流动和小孔相关的这些被忽略的热效应,一旦关注点的温度稳定,热源的参数就会固定下来。与传统的热源模型相反,所提出的热源的参数不需要针对每个工艺参数进行实验校准。通过将所提模型的结果与各向异性热导率方法和实验测量的结果进行比较,验证了所提模型的有效性。
15. 补充说明 由船舶结构委员会及其成员机构赞助 16. 摘要 本指南旨在汇集跨机构船舶结构委员会的工作成果以及国际上正在进行的其他铝制船舶结构方面的广泛研究成果,为造船业提供参考,以支持他们了解铝制船舶设计和制造,并有助于开发铝作为建筑材料。SSC 赞助了这个项目,以制定铝制海洋结构设计和制造指南。该指南涉及以下主题领域:材料特性和性能、结构设计、疲劳设计和分析程序、用于铝的典型结构细节、铝的焊接和制造、与钢结构的连接、铝结构的残余应力和变形、防火、振动、减轻撞击载荷、铝结构的维护和维修、摩擦搅拌焊接等新兴技术以及研究需求。 17. 关键词 铝结构、海洋结构、铝设计、铝制造
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。
