基于长丝挤压的金属增材制造为广泛使用的基于梁的增材制造提供了一种替代方案。从基于挤压的技术获得的微观结构与基于梁的增材制造获得的微观结构有很大不同,因为挤压技术采用了烧结工艺,而不是熔池的快速凝固。在本研究中,研究了通过长丝挤压制备的 316L 不锈钢的微观结构与脱脂和烧结条件的关系。采用与能量色散 X 射线映射相关的高速纳米压痕来表征微观结构。发现 1350 ◦ C 的高烧结温度、纯 H 2 气氛和 60 K/m 的冷却速度可产生最佳微观结构。由于加速致密化,可获得高密度,这是通过引入由于 𝛿 铁素体形成而产生的扩散路径实现的。同时,可以避免氧化物或𝜎 沉淀物等硬质相对机械性能产生不利影响。结果表明,可以通过分析纳米压痕映射的硬度和模量数据来量化孔隙率。所得值与光学和阿基米德浸没法测量值高度一致。与文献相比,3D 打印和烧结样品的拉伸试验显示出出色的延展性和强度。我们证明,316L 细丝的 3D 打印和在优化条件下烧结可产生与块体值相当的材料性能。
怀孕期间的孕产妇营养差会损害胎儿的发育。此外,植入前期很容易受到疾病不良编程的影响。在这里,我们研究了小鼠母体高脂饮食在植入前或整个怀孕期间健康的非肥胖大坝中的影响,以及哺乳对代谢相关参数的影响以及成人后代中与代谢相关的参数和海马神经发生。雌性小鼠在整个妊娠和哺乳期(高脂饮食组)或高脂饮食(高脂饮食组)或高脂饮食中,或仅在植入前(胚胎高脂饮食组,高脂饮食,高脂肪饮食),直到e3.5,此后正常脂肪饮食)。产妇高脂饮食会导致后代的变化,包括收缩压升高,昼夜活动,呼吸商和高脂饮食女性的能量消耗,增加的收缩压和呼吸商,但在高脂饮食男性中降低了EN ERGY支出。高脂饮食雄性具有较高的新生神经元密度,并且在齿状回的齿状神经元中的密度较低,这表明暴露于母体高脂饮食可能调节成人神经发生。母体高脂饮食还增加了高脂饮食雄性和女性海马中星形胶质细胞和小胶质细胞的密度。通常,观察到分级反应(也不是脂肪饮食<胚胎高脂<高脂饮食),只有3天的高脂饮食暴露改变了后代能量ME Tabolism和海马细胞密度。因此,在神经分化开始并独立于产妇肥胖之前,早期的母亲暴露于脂肪饮食,足以使后代能量代谢和脑生理学以及终生后果的后代。
由于常规的质量生产方法和固定药物剂量,药物的患者中超过50%的患者仍然无效。三维(3D)打印,特别是选择性激光烧结(SLS),为这一挑战提供了潜在的解决方案,从而允许制造小型的个性化药物。SLS并不是为制药制造而设计的简单性和适合大规模生产的适用性,但不需要耗时,试验和错误的适应过程。为了回应,本研究引入了一个深度学习模型,该模型训练了各种功能,以确定最佳功能集,以代表使用SLS的药物加载配方的可打印性预测药物和聚合物材料。提出的模型通过在预测可打印性方面达到90%的准确性来证明成功。此外,解释性分析推出了促进SLS可打印性的材料,为科学家提供了宝贵的见解,以优化SLS配方,可以将其扩展到其他学科。这代表了该领域的第一个研究,以开发一种可解释的,不确定性优化的深度学习模型,以预测药物加载配方的可打印性。这为加速配方开发铺平了道路,使我们进入了具有前所未有的制造精度的个性化医学的未来。
一种简单的无压两步烧结法解决了生产致密超细晶粒 (UFG) 钨的难题。该方法可提供均匀的微观结构,理论密度约为 99%,晶粒尺寸约为 700 nm,这是文献中报道的最佳纯钨烧结方法之一。得益于更细腻、更均匀的微观结构,两步烧结样品在弯曲强度和硬度方面表现出更好的机械性能。在验证了抛物线晶粒生长动力学的同时,在 1400°C 时观察到标称晶界迁移率的转变,高于此温度时有效活化焓约为 6.1 eV,低于此温度时晶界运动迅速冻结,活化焓异常大,约为 12.9 eV。活化参数相对于温度的这种高度非线性行为表明活化熵和可能的集体行为在晶粒生长中发挥了作用。我们相信,所报道的两步烧结方法也适用于其他难熔金属和合金,并且可以推广到使用机器学习的多步或连续冷却烧结设计。© 2020 Acta Materialia Inc. 由 Elsevier Ltd. 出版。保留所有权利。
粉末到散装过程,例如添加剂制造和金属注塑成型(MIM),为复杂的金属设计和制造带来了巨大的潜力。但是,添加剂制造过程通常由于局部强度而引起的高残余应力和质地。mim是一个极好的批处理制造过程;然而,由于缓慢的烧结过程,它不适用于快速筛选和开发新的金属成分和结构。在此,据报道,超快的高温烧结(UHS)过程可以使散装金属/合金和金属间化合物的快速合成和烧结。在此过程中,将元素粉末混合并压入颗粒中,然后在1000至3000°C之间的温度下仅在几秒钟内烧结。用众多的熔点证明了三种代表性组成,包括纯属金属,金属间和多元合金。金属烧结的UHS过程是特定的非物质,除了非常快速,这使其适合于材料发现。此外,烧结方法不对样品施加压力,使其与3D打印和其他复杂结构的加法制造过程兼容。这种快速的烧结技术将极大地促进金属和合金的开发和制造。
1。简介选择性激光烧结(SLS)是一种添加剂制造(AM)技术,它通过使用激光在每个计算机辅助设计(CAD)文件的切片中使用激光在粉末状聚合物材料的床上选择性地融化3D模型(图。1a)。SLS的常用聚合物是多酰胺11和12粉,使用温度范围为150-185°C [1-2]。Recently semi-crystalline PEEK of varied LS-grade powders with a melting temperature (T m ) of 343-370°C, were heated up to 380°C to be manufactured into 3D objects by a more elaborate high temperature laser sintering (HT-LS) machine and process, affording PEEK components with a glass transition temperature (T g ) of 150°C [3-4].然而,与传统处理的材料相比,这些热塑性聚合物构建的3D物体的强度通常很弱,这是因为它们由AM加工产生的固有较高的孔隙率以及在Z方向上缺乏聚合物链间连接。因此,对于250-300°C的热固性聚合物开发激光烧结过程至关重要,对航空应用使用能力。最近,将热固性二甲酰亚胺树脂与热导电碳微气泡混合在一起,以提高其激光可吸收性以成功激光烧结[5]。为了克服树脂的低粘度,标准的RTM370树脂在300°C进一步加热2-3小时,以通过促进链扩展,同时仍保持融化融化性处理性,从而提高粘度,从而避免在树脂内部反应性PEPA端盖进行广泛的交联。Initially we have attempted to print a melt-processable RTM370 thermoset polyimide oligomer powder terminated with reactive phenylethynylphthalic (PEPA) endcaps by laser sintering into a 3D objects [6], but soon realized the viscosity of the material originally developed for resin transfer molding (RTM) was too low, and the laser seemed only melted the resin without固化反应性PEPA端盖,从而导致带有空隙的标本。进一步上演的RTM370能够以LS的完整性进行3D打印样品(图1b)。
烧结发生的温度大约高于化合物熔点的一半。由于陶瓷的熔点在所有工程材料中最高,因此烧结温度通常在 1000 至 2000 °C 之间。为了控制最终的微观结构和性能,关键的烧结参数包括加热速度、最高温度、保持时间和气氛。其他可能性包括使用机械压力、电场/电流或电磁波、烧结添加剂等。在工业间歇或连续炉中,缓慢的加热速度、较长的保持时间,以及随后的缓慢冷却速度是标准配置。由于当前的能源危机和全球气候变化,金属和陶瓷零件的烧结等能源密集型工艺不仅增加了生产成本,而且还对其碳足迹和生命周期评估产生负面影响。
本报告是关于添加剂制造的概念和过程的介绍。使用添加剂制造技术,在该项目的金属(钢)上进行了模拟。在对金属粉末床添加剂制造过程的模拟中,我们得到了主要发现,例如温度场,残留应力和熔体池特性,这些特征发生在金属中。选择性激光烧结是一种著名的金属添加剂制造工艺,用于在床上融化粉末金属,并形成一块所需材料的金属板,并通过一层形成一层,并融化金属粉末。基于许多审查的研究,在将仿真转换为增材制造业工业应用工具的背景下,确定了许多未来的方向。应开发出智能建模方法,必须在增材制造模拟中进一步表征和标准化材料及其特性,并且必须开发模拟,并且需要成为现代数字生产链的一部分。
本研究采用放电等离子烧结 (SPS) 工艺和 WC/HfB 2 改性剂烧结 ZrB 2 -SiC 超高温陶瓷复合材料,烧结温度分别为 1850、1900、2000 和 2050˚C,烧结时间分别为 8 和 25 分钟。在 SPS 过程中,还使用冲头位移-时间和温度-时间测量图检查了复合材料的致密化行为。还基于 XRD、EDS 和 FESEM 方法进行了相和微观结构评估。研究了 SPS 参数对 ZrB 2 -SiC 基复合材料致密化的影响。在这种情况下,由于硼化物粉末的可烧结性低,直到施加压力才会发生位移。在 2050˚C、30 MPa 下保温 25 分钟,获得相对密度为 90% 的 ZrB 2 -SiC 基复合材料。该样品的致密化曲线呈典型的“S”形。最佳吸水率和表观孔隙率分别为 1.3% 和 6.7%。样品的最小和最大冲压位移分别为 2.2 毫米和 3.6 毫米。使用 WC/HfB 2 改性剂导致 WB 和 HfB 副产品的形成。
Liu 等 [36] 在 1950 ℃ 和 50 MPa 压力的 SPS 过 程中,发现随着 TiB 2 的添加量由 5 mol% 增至 30 mol% ,复合陶瓷的硬度降低,断裂韧性增加。 除裂纹偏转和 TiB 2 的钉扎效应使 B 4 C 晶粒细化 ( 从 1.91 μm 减至 1.67 μm) 外,两相间位错的产生, 是 B 4 C 陶瓷增强、增韧的次要原因,其在陶瓷断 裂前吸收能量,造成局部强化 [37–38] 。研究发现, 添加 20 mol% TiB 2 时,复合陶瓷的相对密度为 97.91% ,维氏硬度为 (29.82±0.14) GPa ,断裂韧性 为 (3.70±0.08) MPa·m 1/2 。 3.1.2 Ti 单质引入 与直接添加 TiB 2 相比,在烧结过程中原位反 应生成 TiB 2 可以在较低的烧结温度下获得更高 的密度和更好的机械性能。 Gorle 等 [39] 将 Ti-B( 原 子比 1:2) 混合粉体以 5 wt.% 、 10 wt.% 和 20 wt.% 的比例加入到 B 4 C 粉末中,研磨 4 h 后通过 SPS 在 1400 ℃ 下获得致密的 B 4 C 复合陶瓷。由于 WC 污染,获得了由被 (Ti 0.9 W 0.1 )B 2 和 W 2 B 5 的细颗粒 包裹的 B 4 C 颗粒组成的无孔微结构。当 Ti-B 混合 物的量从 5 wt.% 增至 20 wt.% 时,烧结活化能从 234 kJ·mol −1 降至 155 kJ·mol −1 。含 5 wt.% Ti-B 混 合物的 B 4 C 复合材料的最大硬度为 (3225±218) HV 。由于 TiB 2 的原位形成反应是高 度放热并释放大量能量的自蔓延反应,因此,原 料颗粒界面间的实际温度预计高于 SPS 烧结温 度,同时,液相 W 2 B 5 的形成润湿了 B 4 C 表面, 有助于降低 B 4 C 晶粒的界面能,并加速了沿晶界
