本附件(“附件”或“附件 01”)为伞状协议编号 SAA3-1723(以下简称“协议”或“伞状协议”),旨在供美国国家航空航天局格伦研究中心(“NASA GRC”或“NASA”)和 Relativity Space, Inc.(“Relativity”或“合作伙伴”)合作开发用于太空推进的氧化铝强化铜合金。NASA GRC 将生产氧化铝涂层铜 (Cu) 金属粉末原料。Relativity 将打印涂层原料。然后,Relativity 和 NASA 将对增材制造 (AM) 氧化物弥散强化 (ODS) Cu 样品进行机械和微观结构分析。最后,Relativity 将进行热导率测试,以确定新合金的性能是否优于 GRCop42 等传统 Cu 合金。
冷喷涂增材制造 (CSAM) 使用惰性气体载体将金属粉末加速至超音速并将其喷射到目标物体上,随后粉末颗粒在目标物体上变形并通过固态结合粘附在基材上。通过更换粉末,该技术可用于制造多材料(或分级材料)部件。高性能液体火箭发动机 (LRE) 燃烧室通常是双金属的,结合了高热导率铜合金衬套和高强度镍合金结构夹套。因此,CSAM 工艺对于液体火箭发动机燃烧室制造具有许多优势。本文讨论了使用 CSAM 进行 LRE 制造的优缺点,然后描述了使用 CSAM 技术制造的演示双金属燃烧室的设计,并展示了制造试验的结果。
所需合金和有机粘合剂系统的金属粉末。用于模具填充,使用插槽涂层和刀片过程步骤。糊状物均匀地从一个式式底部喂入插槽式头部,以确保均匀地转移到霉菌材料中。插槽式头部随后在基板上均匀移动,并不断用糊剂填充模具的腔。由于在整个底物宽度上施加了材料,因此将刀片集成到模具填充过程步骤中。此外,将材料压入空腔以克服毛细管力并避免没有物质区域。同时,它可以确保可以去除多余的材料并在模具区域后面收集。
按体积和目前 MIM 行业中使用的其他常见合金金属粉末等级计算,铝的价格也只有铜价格的三分之一左右。铝 MIM 尚未普及的原因包括其强度较低、难以烧结,以及至今缺乏零件制造商可轻松加工的原料。典型的 MIM 零件尺寸为 5 – 100 克,使用铝 MIM 技术可以为电子和医疗行业制造多种复杂零件。Parmatech Corporation [3] 发布的案例研究讨论了更换因强度不足而失效的塑料铰接齿轮。塑料零件暂时用机加工铝零件更换,然后永久用 17-4 不锈钢更换。铝 MIM 有很多潜在机会来替代这一类别的零件,但它要求零件生产商有更多加工铝 MIM 零件的经验。
近年来,金属增材制造已从一项实验室技术发展成为具有竞争力和工业应用价值的生产方法。然而,尽管粉末床技术在更高的构建速度和更大的设计空间方面表现出优势,但迄今为止,其成功的故事还无法转移到沉积焊接技术上。由于焊接原理和应用的材料相似,因此一定还有其他原因阻碍了突破。本论文涉及直接金属沉积 (DMD),这是一种将金属粉末吹入由激光束产生的熔池中的技术。制造具有高几何精度和致密微观结构的复杂零件的能力不仅取决于对材料行为的控制,还取决于对多层堆积过程的透彻理解。在这里,从系统的角度分析了能量输入、粉末输送、刀具路径和零件几何形状之间的相互作用。
图2为直接能量沉积过程中单通道单层熔覆层的外观图及相应时刻的熔池XZ截面和YZ截面图(红色虚线框内为XZ截面,黑色虚线框内为YZ截面)。从图2(a)可以看出,t=0.13时基体处于预热状态,这是为了保证粉末颗粒在熔池中初步完全熔化。由图可知,热源作用于基体时,基体受热比较均匀,热影响区具有很高的对称性,说明高斯热源在数值模型中具有良好的效果。随着金属粉末颗粒进入熔池,熔覆层逐渐形成,熔池最高温度可达3000K左右,如图2(b)所示。
本章介绍了在主要添加剂技术之一中使用金属粉末的基本方面 - 直接激光沉积(DLD)。直接激光沉积是指一组直接能量沉积(DED)方法,类似于激光金属沉积(LMD)技术。对DLD使用的金属粉末应用的主要要求进行了分析和证实。证明了粉末的基本特性对沉积样品质量的影响。提出了粉末质量控制的一个例子,允许其在DLD技术中应用。提出了有关获得最常用金属材料的质量控制样品的实验研究结果。显示了基于铁,镍和钛的主要合金组的结构和培养研究结果。已经证明了使用DLD为各个行业领域生产产品的潜力。