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激光能量密度对由激光粉床融合制造的hastelloy-X合金的微结构和质地演变的影响
摘要：重要的是研究形成的hastelloy-X合金的激光粉末床融合（LPBF）的微观结构和质地演变，以通过调节Hastelloy-X形成过程参数的调节来建立过程，微结构和性能之间的紧密关系。在本文中，hastelloy-X合金的成分是用不同的激光能密度（也称为体积能密度VED）形成的。研究了Hastelloy-X的致密机理，并分析了缺陷的原因，例如毛孔和裂缝。使用电子反向散射技术研究了不同能量密度对晶粒尺寸，质地和方向的影响。结果表明，随着能量密度的增加，平均晶粒尺寸，原发性树突臂间距和低角度晶界的数量增加。同时，VED可以增强质地。随着能量密度的增加，质地强度会增加。在96 J·mm -3的VED处获得了最佳的机械性能。
增材制造 - 金属 AM
据称，Sapphire 激光粉末床熔融 (LPBF) 金属 AM 系统专为大批量生产而设计。它包括一个直径 315 毫米、高 400 毫米的构建包络，配备双 1 kW 激光器操作。为了实现卓越的部件间一致性，Velo3D 报告称，Sapphire 的集成原位工艺计量技术可实现闭环熔池控制，据称这是同类产品中的首创。据称，该系统能够构建复杂的几何形状，并允许设计出无支撑的悬垂度低至五度，以及高达 40 毫米的大型无支撑内径。据报道，最小特征尺寸和壁厚低于 250 µm。为了最大限度地提高生产率，Sapphire 系统包含一个可实现自动切换的模块，使新的打印能够在 15 分钟内无需操作员参与即可开始。
适用于等离子组件的定制钨晶格结构
核聚变是一种众所周知的能源，它有可能为人类的未来提供可持续、环保、可调度的高功率密度能源供应解决方案。目前，利用核聚变能最有前途的方法是基于专门设计的环形装置内的磁约束高温等离子体 [1]。对热核磁约束聚变的持续研究推动了当前示范聚变反应堆 (DEMO) 的设计活动，该反应堆预计将作为所谓的托卡马克型反应堆实现 [2]。实现 DEMO 反应堆的一个主要挑战是设计和制造高负荷等离子体面对部件 (PFC)，这些部件必须在聚变运行期间承受强烈的粒子、热量和中子通量 [3]。对于此类 PFC，需要特定的高性能材料才能设计出可靠的部件。对于直接面对聚变等离子体的材料，钨 (W) 目前被认为是未来磁约束热核聚变反应堆的首选等离子体面对材料 (PFM)。这主要是因为 W 表现出较高的溅射阈值能量，以及作为聚变反应燃料的氢同位素的低保留率 [4]。对于 DEMO 反应堆中的 PFC，一个特别关键的方面是瞬态壁面负载，例如，由于托卡马克中的等离子体不稳定性而产生的瞬态壁面负载。此类瞬态事件可能导致 PFC 上出现非常强烈的热负载（数十 GW/m 2，持续时间为几毫秒），进而严重损坏反应堆的包层结构 [5]。为了保护聚变反应堆的壁免受此类事件的影响，目前正在研究特定的限制器 PFC。这些组件预计将阻挡到达反应堆壁的短暂而强烈的热脉冲，以使这些限制器组件后面的包层结构不会热过载或损坏。这种限制性 PFC 的一种可能的材料解决方案是使用定制的多孔 W 材料。利用这种超材料，可以实现将由于结合了多孔性而具有的总体低热导率与 W 的有益等离子体壁相互作用特性相结合的组件。然而，W 是一种难以加工的材料，因为它本质上是一种硬而脆的金属，这意味着加工 W 既费力又昂贵。针对这些限制，增材制造 (AM) 方法代表了一种实现几何复杂的 W 部件的通用方法。AM 工艺的特点是，在计算机控制下通过逐层沉积材料来创建三维物体，这意味着使用这种方法可以直接实现具有高几何复杂性的部件。近年来，利用激光粉末床熔合 (LPBF) 技术对金属进行 AM 加工已取得重大进展，该技术无需粘合剂相即可对多种金属进行直接 AM 加工。在 LPBF 加工过程中，原料粉末材料通过聚焦在粉末床上的激光束选择性地熔化和固结 [6]。封面图片展示了通过 LPBF 制造的具有定制晶格结构的 W 样品的顶视图。目前正在针对如上所述的限制器 PFC 研究此类多孔 W 晶格。图示样品是一种晶格结构，它源自基于十四面体重复（开尔文模型）的参数固体模型。这种模型过去也应用于开孔铝泡沫 [7] 并得到验证。图示 W 晶格的参数
钨及合金作为面向等离子体材料的增材制造进展与挑战
摘要：钨 (W) 和钨合金被视为面向等离子体的部件 (PFC) 的主要候选材料，这些部件必须在温度、中子通量、等离子体效应和辐照轰击等恶劣环境下工作。由于这些技术固有的问题，这些材料很难使用增材制造 (AM) 方法生产。本文回顾了将 AM 技术应用于 W 基 PFC 应用的进展，并讨论了所选制造方法中的技术问题。具体而言，我们重点关注激光粉末床熔合 (LPBF)、电子束熔化 (EBM) 和直接能量沉积 (DED) 在 W 材料中的最新发展和应用，因为它们能够保留 W 作为潜在 PFC 的特性。此外，我们还调查了有关辐照对 W 和 W 合金的影响的现有文献，并讨论了其中这些问题的可能解决方案。最后，本文确定并概述了未来增材制造 W 研究中可能存在的差距。
增材制造快报
在本研究中，采用高通量 (HT) 方法来快速评估 83 种增材制造的 316L 不锈钢的表面特性。表面粗糙度 (S a) 的变化与无量纲数 (π) 呈现出良好的相关性，并与内部孔隙缺陷直接相关。未熔合状态与高表面粗糙度 (S a > 5 μm)、低无量纲数 (π < 61) 以及熔池轨道之间存在空洞有关。球化状态与高表面粗糙度 (S a > 5 μm)、中等无量纲数 (61 < π < 146) 和不均匀的熔池轨道宽度相关。锁孔状态表现出低表面粗糙度 (S a < 5 μm)、高无量纲数 (π > 146) 和弯曲的熔池轨道。这种方法加速了工艺参数的发现，并最大限度地减少了 LPBF 工艺的孔隙缺陷。缺陷对加工后拉伸力学性能的影响表明，具有孔隙度的样品的拉伸强度比最佳样品低 10%，延展性低 30%。
用于支持选择特定航空航天应用的最佳增材制造工艺的比较框架
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。
最终技术报告：通过 3D 打印制造和增材设计电机（MADE3D）
缩略词列表 2D 二维 3D 三维 BAAM 大面积增材制造 BJAT 粘合剂喷射增材技术 CAD 计算机辅助设计 DIW 直接墨水书写 EDM 电火花加工 FEA 有限元分析 FFF 熔融长丝制造 HEC 羟乙基纤维素 HREE 重稀土元素 IACS 国际退火铜标准 IEA 国际能源署 kW 千瓦 LPBF 激光粉末床熔合 MADE3D 通过 3D 打印制造和增材设计电机 MADE3D-AML TM MADE3D-高级机器学习 TMs MDF 制造示范设施 MW 兆瓦 NASA Glenn 美国国家航空航天局格伦研究中心 NGO 非晶粒取向 NOES 非晶粒取向电工钢 NREL 国家可再生能源实验室 OEM 原始设备制造商 ORNL 橡树岭国家实验室 REE 稀土元素 SEM 扫描电子显微镜 SLM 选择性激光熔化 TRL 技术就绪水平
激光粉末床融合中的残余应力形成机制 - 数值评估
摘要：添加剂制造方法，例如激光粉床融合，不需要任何特殊的工具或铸造模具。这可以通过集成功能快速实现复杂和单个几何形状。但是，制造过程中的局部热量输入通常会导致残余应力和失真。这反过来会导致质量差，废料零件，甚至可以在此过程中粉末重复配置机构与扭曲的零件发生碰撞，甚至可以过早地终止工作。本研究研究了不锈钢316L的激光粉末床融合（LPBF）期间残留应力和失真的产生机制，以减少这些作用，从而有助于提高过程的安全性和效率。因此，关于几个熔融轨道和层的规模的有限元模型的数值研究，可以对生产过程中的机制进行详细的了解。工作包括对构建板温度，激光功率和速度以及层厚度的研究。结果表明，对构建板的预热和单位长度的能量有很强的依赖性。较高的构建板温度和单位长度的能量的降低都导致较低的残余应力。
交通运输革命：航空、汽车和航天工业中 3D 打印的概述
摘要 本篇评论文章深入探讨了增材制造 (AM) 技术的多样化前景及其对汽车和航空领域的重大影响。首先探讨了各种 AM 方法，例如熔融沉积成型 (FDM)、立体光刻 (SLA)、数字光处理 (DLP)、选择性激光烧结 (SLS)、金属喷射熔合 (MJF)、粘合剂喷射 (BJ) 和定向能量沉积 (DED)，特别关注它们在这些行业中的适用性、优势和挑战。然后，本文深入探讨了 AM 在快速成型、功能部件生产和组件维修中的实际应用。结果强调了 SLA 和 DLP 的多功能性和精确度、SLS 的强度和耐用性，以及 LPBF、SLM、EBM 和 DMLS 等基于金属的技术在制造关键部件方面的潜力。 AM 与汽车和航空设计的结合凸显了这些技术的变革性质，推动了轻量化、复杂化和高性能部件的进步。评论最后强调了 AM 的重大机遇，并承认了材料特性、后处理和生产可扩展性方面持续存在的挑战，从而强调了这些领域未来研究和创新的必要性。
GA-ASI 特殊工艺清单
AMS2700 1 耐腐蚀钢的钝化 ASTM B912 1 通过电解抛光对不锈钢合金进行钝化 电镀 AMS2460 1 镀铬 AMS-QQ-C-320 1 镀铬（电沉积） AMS2403 1 镀镍（通用） AMS-QQ-N-290 1 镀镍（电沉积） AMS2418 1 镀铜 ASTM B545 1 锡电沉积涂层标准规范 MIL-T-10727 1 锡镀层：电沉积或热浸，用于黑色金属和有色金属 MIL-G-45204 1 镀金，电沉积 ASTM B700 1 银电沉积涂层标准规范 AMS-QQ-S-365 1 银镀层，电镀，一般要求 ASTM B633 1 钢铁上锌电镀层的标准规范 AMS-QQ-Z-325 1 锌涂层，电镀层 ASTM F1941 1 机械紧固件上电镀层的标准规范 AMS2417 1 镀层，锌镍合金 AMS2461 1 镀层，锌镍合金（12 至 16% Ni） AMS-QQ-P-416 1 镀层，镉（电镀） AC7108/10 化学镀 AMS2404 1 镀层，化学镀镍漆 MIL-DTL-18264 1 表面处理，有机，武器系统，应用和控制 MIL-PRF-22750 1 涂层：环氧树脂，高固体MIL-PRF-23377 1 底漆涂层：环氧树脂，高固体 MIL-PRF-85285 1 面漆，飞机和支持设备 UBC90992 2 整流罩，底漆和面漆应用 UBC90990 2 聚氨酯雨蚀涂层干膜润滑剂的应用 MIL-PRF-46010 1 润滑剂，固体薄膜，热固化，防腐 (S-1738) AC7108/7 IVD 铝 MIL-DTL-83488 1 涂层，铝，高纯度（离子气相沉积 (IVD)） 热处理 AMS2770 1 锻造铝合金零件的热处理 AMS2771 1 铝合金铸件的热处理 AMS2759 1 热处理沉淀硬化耐腐蚀、马氏体时效和二次淬火钢件 AMS2769 1 真空下零件热处理 AMS2801 1 钛合金零件热处理 AMS-H-81200 1 钛及钛合金热处理 HIP GPS70001 2 材料要求，Ti-6Al-4V ELI LPBF GPS70003 2 材料要求，铝 F357 LPBF AMS4992 2 铸造，结构熔模，钛合金 6Al-4V 热等静压 AC7102/1 钎焊 AWS C3.7 2 铝钎焊规范 AC7102/3 表面处理 AMS-S-6090 2 渗碳级钢件的渗碳和热处理 核心处理 UBC90983 2* Fab，核心处理 UBC90982 2* Fab，Cycom 5320，夹层复合材料制造UBC90978 2* 湿式覆铜板，Cond，Perm UBC90980 2* Fab，Cycom 5320，层压板 UBC90982 2* Fab，Cycom 5320，夹层 UBC90985 2* 制造，SQRTM，5320-1 UBC90986 2* Tencate EX1522/4581 蜂窝状天线罩结构 UBC90988 2* 囊式制造，Cycom 5320