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激光粉末床熔合增材制造过程中 Ti6Al4V 粉末氧化影响的现场监测
要使激光粉末床熔合 (L-PBF) 增材制造工艺可持续，需要有效的粉末回收。在 L-PBF 中回收 Ti6Al4V 粉末会导致粉末氧化，然而，这种对 L-PBF 过程中激光-物质相互作用、过程和缺陷动力学的影响尚不清楚。这项研究使用原位高速同步加速器 X 射线成像揭示并量化了在多层薄壁 L-PBF 过程中处理低 (0.12 wt%) 和高 (0.40 wt%) 氧含量 Ti6Al4V 粉末的影响。我们的结果表明，高氧含量的 Ti6Al4V 粉末可以减少熔体喷出、表面粗糙度和制造部件中的缺陷数量。随着部件中氧含量的增加，由于固溶体强化，显微硬度会增加，并且微观结构没有明显的变化。
粉末床熔合中的多金属研究：综述
摘要：本文讨论了不同形式的粉末床熔合 (PBF) 技术，即激光粉末床熔合 (LPBF)、电子束粉末床熔合 (EB-PBF) 和大面积脉冲激光粉末床熔合 (L-APBF)。多金属增材制造面临的挑战，包括材料兼容性、孔隙率、裂纹、合金元素损失和氧化物夹杂物，已得到广泛讨论。为克服这些挑战提出的解决方案包括优化打印参数、使用支撑结构和后处理技术。未来需要对金属复合材料、功能梯度材料、多合金结构和具有定制性能的材料进行研究，以应对这些挑战并提高最终产品的质量和可靠性。多金属增材制造的进步可以为各个行业带来巨大的利益。
PBF（粉末床熔合）和DED（定向能量...
混合增材制造 (AM) 是指两种金属 AM 技术的组合：粉末床熔合 (PBF) 材料沉积和定向能量沉积 (DED) 附加构建。本研究重点研究了混合 AM 生产过程中 PBF 和 DED 相对沉积方向的不同特性。将混合 AM 制备的样品（即混合样品）的特性与 PBF 或 DED 制备的样品的特性进行了比较。PBF 沉积物的微观结构以铁素体为主，局部可观察到非常细小的残余奥氏体。相反，DED 沉积物的微观结构中均匀形成板条马氏体和残余奥氏体。两种过程中微观结构的不同归因于冷却速度的差异。在 DED 沉积物中，由于残余奥氏体分数高，显微硬度显著降低。然而，在混合样品中，由于长期沉积的时效热处理，HAZ 中的显微硬度迅速增加。 PBF和DED样品的主要磨损机制分别是氧化磨损和塑性变形。
适用于激光粉末床熔合增材制造的宽加工窗口异质结构铝合金的设计
北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Priyanka Agrawal 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Mageshwari Komarasamy 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 Yongo Sohn 中佛罗里达大学材料科学与工程系和先进材料加工与分析中心，美国佛罗里达州奥兰多 Rajiv S. Mishra 北德克萨斯大学材料科学与工程系搅拌摩擦加工中心，美国德克萨斯州登顿 北德克萨斯大学先进材料与制造工艺研究所，美国德克萨斯州登顿
基于架构驱动的物理深度学习，利用有限数据进行激光粉末床熔合增材制造的温度预测
物理信息深度学习 (PIDL) 是增材制造 (AM) 领域的新兴主题之一。然而，以前的 PIDL 方法的成功通常在很大程度上取决于海量数据集的存在。由于 AM 中的数据收集通常具有挑战性，本研究提出了一种基于有限数据场景的深度展开方法的新型架构驱动 PIDL 结构 APIDL，用于预测激光粉末床熔合过程中的热历史。该机器学习架构中的连接受到迭代热模型方程的启发。换句话说，热模型的每次迭代都映射到神经网络的一层。对 APIDL 模型的超参数进行了调整，并分析了其性能。对于 1000 个点、分割率为 80:20 的 APIDL，测试平均绝对百分比误差 (MAPE) 为 2.8%，R2 值为 0.936。将 APIDL 与人工神经网络、额外树回归器 (ETR)、支持向量回归器和长短期记忆算法进行了比较。结果表明，所提出的 APIDL 模型优于其他模型。APIDL 的 MAPE 和 R 2 比 ETR 低 55.7%，高 15.6%，而 ETR 在其他纯机器学习模型中表现最佳。[DOI：10.1115/1.4062237]
金属粉末床熔合工艺链
摘要 金属粉末床熔合 (MPBF) 不是一个独立的过程，通常需要其他制造技术（例如热处理和表面处理操作）来实现高质量的组件。为了优化给定组件的每个单独过程，必须考虑和了解其在整个过程链中的进展，这可以通过使用经过验证的模型来实现。本文旨在概述可用于开发 MPBF 流程链数字孪生的各种建模技术，包括物理和数字实体之间的数据传输方法和不确定性评估。通过使用技术就绪水平对建模技术的当前成熟度进行评估，以了解其成熟度。总结了 MPBF 研究领域（即预测：粉末变形；温度；材料特性；变形；残余应力；以及拓扑优化）、后处理（即建模：加工；热处理；和表面工程）和数字孪生（即制造流程链模拟；互操作性和计算性能）中使用的基于物理的建模技术的优点和缺点。还讨论并总结了这些 MPBF 研究领域面临的挑战的未来前景。
金属粉末床熔合工艺链
摘要 金属粉末床熔合 (MPBF) 不是一个独立的工艺，通常需要其他制造技术（例如热处理和表面处理操作）才能获得高质量的组件。 为了优化给定组件的每个单独工艺，必须考虑和了解其在整个工艺链中的进展，这可以通过使用经过验证的模型来实现。 本文旨在概述可用于开发 MPBF 工艺链数字孪生的各种建模技术，包括物理实体和数字实体之间的数据传输方法和不确定性评估。 通过使用技术就绪水平对建模技术的当前成熟度进行评估，以了解其成熟度。总结了 MPBF 研究领域（即预测：粉末变形；温度；材料特性；变形；残余应力；以及拓扑优化）、后处理（即建模：加工；热处理；和表面工程）和数字孪生（即制造过程链的模拟；互操作性和计算性能）中使用的基于物理的建模技术的优点和缺点。还讨论并总结了这些 MPBF 研究领域面临的挑战的未来前景。
激光粉末床熔合技术增材制造致密 WE43 镁合金
Holden Hyer 中佛罗里达大学材料科学与工程系，佛罗里达州奥兰多市 Le Zhou 中佛罗里达大学材料科学与工程系，佛罗里达州奥兰多市 中佛罗里达大学先进材料加工与分析中心，佛罗里达州奥兰多市 George Benson 中佛罗里达大学材料科学与工程系，佛罗里达州奥兰多市 Brandon McWilliams 美国陆军研究实验室武器与材料研究理事会，马里兰州阿伯丁试验场 Kyu Cho 美国陆军研究实验室武器与材料研究理事会，马里兰州阿伯丁试验场 Yongho Sohn 中佛罗里达大学材料科学与工程系，佛罗里达州奥兰多市 中佛罗里达大学先进材料加工与分析中心，佛罗里达州奥兰多市
了解激光粉末床熔合中激光发射功率的时间波形调制的影响：第二部分 - 实验研究 Ca
符号 名称 单位 BR 构建速度 mm 3 /sd 0 光束腰直径 µm f acq 高速相机采集频率 Hz f osc,meas 测量的熔池振荡频率 Hz f osc,theo 理论预测的熔池振荡频率 Hz FOV 视场 像素 × 像素 / mm × mm fw 波形频率 Hz l 单轨长度 mm lt 层厚度 µm m 重复次数 - M 2 光束质量因数 - P avg 平均激光发射功率 WP bk 激光发射的背景功率 WP max 最大发射功率 WP pk 激光发射的峰值功率 W SR 空间分辨率 µm/像素 t exp CMOS相机的曝光时间 µs t fall 激光下降时间 µs t illumination 照明光的曝光时间 µs t off 激光关闭时间 µs t on 曝光时间 µs t rise 激光上升时间 µs t tot 波形周期 µs V 沉积材料体积 mm 3 δ 占空比 无量纲 ΔP 波形振幅W Λ obs 观察波长 nm Λ process 激光发射波长 nm α 热扩散率 m 2 /s λ 过程的空间波长 µm
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。