激光粉末床熔合是一项新兴的工业技术,尤其适用于金属和聚合物应用。然而,由于氧化物陶瓷的抗热震性低、致密化程度低以及在可见光或近红外范围内的光吸收率低,将其应用于氧化物陶瓷仍然具有挑战性。在本文中,给出了一种增加粉末吸收率和减少激光加工氧化铝零件过程中开裂的解决方案。这是通过在喷雾干燥的氧化铝颗粒中使用均匀分散和还原的二氧化钛添加剂(TiO 2 − x)来实现的,从而导致在粉末床熔合过程中形成具有改善的热震行为的钛酸铝。评估了不同还原温度对这些颗粒的粉末床密度、流动性、光吸收和晶粒生长的影响。使用含有 50 mol% (43.4 vol%) TiO 2 − x 的粉末可以制造出密度为 96.5%、抗压强度为 346.6 MPa 和杨氏模量为 90.2 GPa 的裂纹减少的零件。
M 塑性区校正 .......*..*..******..*....................................... 10 条带熔合塑性区连接 ..**.**..*.*******.................13 塑性区形状 ****........*....***................................................................ 14 裂纹尖端开口位移 ......*...*.**.**..*.......*.**.***** G *16 J 轮廓积分 G *..*..*...............**..**** G ***.*....................................17.J 与 ~OD 20 之间的关系 ....................................................屈服对裂纹尖端 %r~ 场的影响 .......*.*****..............21 厚度对裂纹尖端应力场的影响.................... ............ 25
摘要 :增材制造 (AM) 是一项尖端技术,可提供高达 100% 的材料效率和显著的重量减轻,这将对飞机燃料消耗产生积极影响,并且具有很高的设计自由度。因此,许多航空航天公司都在考虑实施 AM,这要归功于这些好处。因此,本研究的目的是帮助航空航天组织在不同的 AM 技术中进行选择。为此,通过半结构化访谈收集了 (8) 位 AM 领域专家的原始数据,并与二手数据进行交叉引用,以确定在选择用于航空航天应用的 AM 设备时需要考虑的关键因素。专家们强调了四种 AM 技术:激光粉末床熔合 (LPBF)、电子束粉末床熔合 (EBPBF)、线弧 AM (WAAM) 和激光金属沉积 (LMD),认为它们最适合航空航天应用。本研究的主要成果是开发了一个比较框架,帮助公司根据其主要业务或特定应用选择 AM 技术。
• 材料挤出(熔融沉积成型):目前最常见、最知名的 3D 打印技术。热塑性长丝,如 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)或 PLA(聚乳酸),被熔化并通过移动喷嘴分层沉积。 • 大桶聚合:最常用的方法是立体光刻 (SLA)。紫外激光作用于液态光聚合物树脂,使树脂逐层硬化。 • 材料喷射:将微小的进料液滴选择性地沉积到构建平台上。当液滴冷却并凝固时,下一层沉积在上面。 • 薄片层压:使用激光或刀片逐层切割和粘合薄层材料(例如,织物、铝箔),从而形成物体。 • 粘合剂喷射:将液态粘合剂喷洒到陶瓷或金属粉末床上,使其凝固。重复该过程逐层构建物体。 • 粉末床熔合:选择性激光烧结 (SLS) 是该技术最常见的形式。塑料、金属、陶瓷或玻璃粉末使用激光熔合在一起形成固体物体。• 定向能量沉积:金属粉末或金属丝在熔化的同时由移动的打印头沉积。
本研究调查了通过激光粉末床熔合 (L-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED) 制造的 Haynes 230 的微观结构和室温力学性能。L-PBF 和 LP-DED 样品均经过类似的多步热处理 (HT):应力消除 (1066°C,持续 1.5 小时),然后进行热等静压 (1163°C 和 103 MPa,持续 3 小时) 和固溶退火 (1177°C,持续 3 小时)。采用扫描电子显微镜进行微观结构分析。进行室温单轴拉伸试验以评估力学性能。L-PBF 和 LP-DED 样品在 HT 后的微观结构变化和拉伸结果具有可比性。在高温下,非热处理条件下观察到的微观偏析和树枝状微观结构几乎完全溶解,并且在 L-PBF 和 LP-DED 样品中的晶粒内部和晶粒边界内形成了碳化物相 (M 6 C/M 23 C 6 )。最后,研究了拉伸载荷下的失效机制,并通过断口分析进行了比较。关键词:增材制造、Haynes 230、激光粉末床熔合、激光粉末定向能量沉积、拉伸性能。
9:20 特邀发言人:Dimitri Riabov,查尔姆斯大学,基于激光的不锈钢粉末床熔合。10:00 咖啡 10:30 Ethan Sullivan,KTH。粉末粒度分布和轮廓对电子束粉末床熔合中构建质量的影响。Saman Sharif Hedås、Mattias Jerhamre Engström、Greta Lindwall。10.50 Julia Löfstrand,UU。增材制造 Fe 基块体金属玻璃的工艺开发和磁对比。Inga Goetz、Jithin James Marattukalam、Björgvin Hjörvarsson、Björn Skårman、Petra Jönsson。11:10 Zeyu Lin,KTH。用 PBF-EB 制造的 NiTi 合金的加工窗口。 Sasan Dadbakhsh、Kumar Babu Surreddi、Amir Rashid 11.30 Tatiana Fedina,立陶宛理工大学。激光增材制造中的铁矿石加工。Frank Brueckner、Alexander FH Kaplan 11.50 Lisa Larsson,乌干达理工大学。构建方向和扫描策略对 PBF-LB 生产的可生物降解镁合金机械性能的影响。Tuerdi Maimaitiyili、Francesco D'Elia、Cecilia Persson。12:10 午餐
摘要:增材制造 (AM,3D 打印) 在许多领域和不同行业中都有应用。在医疗和牙科领域,每个患者都是独一无二的,因此,AM 在个性化和定制解决方案方面具有巨大潜力。本综述探讨了医疗和牙科应用中使用了哪些增材制造工艺和材料,特别是关注不太常用的工艺。这些工艺按 ISO/ASTM 工艺类别分类:粉末床熔合、材料挤出、VAT 光聚合、材料喷射、粘合剂喷射、薄片层压和定向能量沉积,并结合了 AM 的医疗应用分类。根据研究结果,定向能量沉积似乎很少用于植入物,而薄片层压很少用于医疗模型或幻影。粉末床熔合、材料挤出和 VAT 光聚合用于所有类别。材料喷射不用于植入物和生物制造,粘合剂喷射不用于医疗器械的工具、仪器和零件。最常见的材料是热塑性塑料、光聚合物和金属,如钛合金。如果遵循 AM 的标准术语,这将允许更系统地审查不同 AM 工艺的利用情况。粘合剂喷射的当前发展将为未来提供更多可能性。
摘要 电子束粉末床熔合制造部件是一种复杂的增材制造工艺,在航空航天和许多工业过程中具有广泛的优势。它降低了成本,并且对粉末粒度有更大的要求。与激光粉末床熔合工艺相比,这具有更高的质量沉积速率,从而缩短了生产时间。粉末床制造工艺通常会导致沿构建方向形成柱状晶粒结构,从而产生具有各向异性的物理和机械性能的组件。这是限制该技术应用的主要问题。为了促进等轴晶粒的形成,以及细化柱状形态和消除各向异性,需要考虑工艺条件和孕育剂或异质成核位点的存在的作用。在本研究中,通过添加氮化钛孕育剂,利用熔化策略和可变工艺参数促进铁素体不锈钢中柱状晶粒向等轴晶粒的转变。我们发现,热梯度 (G) 与凝固速率 (R) 之比 (G/R 比) 控制着晶粒形态和纹理:低 G/R 比已被证明可以促进等轴晶粒的形成。研究了这种转变的工艺条件。在 Freemelt One 机器中打印单线轨迹后对样品进行分析,然后借助光学显微镜进行研究,以确定导致柱状晶粒成功转变为等轴晶粒的机器参数组合。研究得出结论,在低热梯度、高扫描速度和低面积能量的条件下,等轴晶粒的比例有所增加。最终,需要进一步研究以确定促进铁素体不锈钢从柱状晶粒转变为等轴晶粒的确切工艺参数。未来的研究人员可以使用这项研究的结果来创建这种钢种的凝固图,并帮助行业定制铁素体不锈钢中的特定纹理,以实现所需的微观结构和机械性能。关键词:增材制造、E-PBM、孕育、工艺参数、TiN、CET
• 用于大尺寸部件的电弧增材制造 (WAAM) 装置。 • 用于功能梯度部件的双线 WAAM 装置。 • 基于激光 + 粉末的直接能量沉积系统。 • GE Mtlab 200R 粉末床熔合。 • Mark Two 碳纤维复合材料 3D 打印机。 • HP Jet Fusion 580 彩色粘合剂喷射 3D 打印机。 • ProJet6000 SLA。 • Stratasys Fortus 450 MC (FDM)。 • EnvisionTec 3D Bioplotter