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用于工业制造中使用的高功率激光器的环形光束轮廓的分析建模和表征
主动纤维激光器在行业中广泛用于不同的制造应用，从切割到焊接和添加剂制造。最近引入了多核光纤激光器，这些源可以灵活地将功率密度分布（PDD）从常规高斯曲线转换为环形形状。尽管仍在探索新颖光束比传统束相比的优势，但建模工具来定义PDD形状的需求变得更加明显。这项工作研究了高斯对环轮廓的分析建模，目的是朝着标准化参数转向制造过程。所提出的模型结合了高斯和环形成分，以定义新型梁形状。在评估的不同模型中，圆环和多高斯方法表现出最佳拟合质量，从而实现了PDD描述性指标的定义。开发的建模框架已在具有双核光源的工业激光粉末融合（LPBF）系统上进行了验证。评估了沿传播轴的光束形状变化，以分析使用开发的梁参数散腹的效果。最终，最佳性能模型通过板体验的珠子进一步验证，以解释如何使用高斯或环形梁曲线共同利用模型系数来预测材料响应。
通过...强化增材制造的 Inconel 718
我们报告了使用激光粉末床熔合 (LPBF) 对镍基高温合金金属基复合材料 (Ni-MMC) 进行增材制造 (AM) 的方法。通过高速搅拌机分簇和球磨原样 SiC 纳米线 (2 vol%) 和 Inconel 718 合金粉末来制备含纳米陶瓷的复合粉末，从而在 Inconel 颗粒表面产生均匀的 SiC 装饰。对打印样品的分析表明，SiC 纳米线在激光熔化过程中溶解，导致 Nb 和 Ti 基硅化物和碳化物纳米颗粒的原位形成。这些原位形成的纳米颗粒使 AM Inconel 718 的凝固微观结构更理想，打印缺陷（裂纹和孔隙）更少，晶粒尺寸略有细化。与未添加 SiC 的参考样品相比，打印的 Ni-MMC 的机械特性表明，硬度、屈服强度（增加 16%）和极限拉伸强度（σ UTS ，增加 12%）均显著增加。经过热处理后，与经过相同处理的未增强材料相比，相同的复合材料样品的 σ UTS 高 10%，同时总拉伸伸长率保持约 14%。我们认为，这种原位沉淀物形成为强化增材制造的高温材料提供了一种简单有效的方法，可用于能源和推进应用中日益恶劣的环境。
数据驱动添加剂制造的可传输性分析
数据驱动的增材制造（AM）的研究在近年来取得了巨大的成功。这导致了许多科学文献的出现。这些作品中的知识包括AM和人工智能（AI）上下文，这些环境尚未以综合的方式开采和形式化。此外，没有任何工具或准则可以支持从一个上下文到另一种上下文的数据驱动知识转移。结果，仅针对特定的AM过程技术开发并验证了使用特定AI技术的数据驱动解决方案。有可能利用各种AM技术的固有相似性，并使用AI（例如转移学习）将现有解决方案从一个过程或问题调整到另一个过程。我们在AM中提出了一个三步知识转移性分析框架，以支持数据驱动的AM知识传输。作为可转让性分析的先决条件，AM知识被介绍为已识别的知识组成部分。该框架由转移，转移和转移后的步骤组成，以完成知识转移。在旗舰金属AM过程之间进行了案例研究。激光粉末床融合（LPBF）是知识的来源，它是由于其在定向能量沉积（DED）上应用AI时相对成熟度（DED）的来源，它可以将知识转移的需求作为较少探索的目标过程。我们在数据驱动的解决方案的不同级别上显示了成功的传输，包括数据表示，模型体系结构和模型参数。AM
增材制造
研究发现，通过激光粉末床熔化增材制造 (LPBF) 熔化 316 L 不锈钢后，从熔池中喷出的飞溅颗粒具有在雾化 316 L 粉末中未观察到的形貌。该飞溅由大球形颗粒、高度树枝状的表面、带有吸积液体盖子的颗粒以及在凝固前由液带固定在一起的多个单个颗粒的聚集体组成。本研究的重点是另一种独特的飞溅形貌，它由较大的球形颗粒组成，其表面氧化斑点表现出广泛的表面结构分布，包括有组织的图案。使用多种成像技术对具有有组织的表面氧化物图案的飞溅颗粒的表面和内部颗粒特征进行了表征。观察结果如下：1）斑点位于飞溅颗粒表面，未明显渗透到内部，2）斑点为非晶态，富含硅（Si）-锰（Mn）-氧（O），3）颗粒和斑点之间存在两部分富含铬（Cr）-O的层，4）斑点的顶面存在富含Cr-O的形态特征，5）飞溅颗粒的成分与316L一致，但远离斑点处飞溅颗粒中的Si含量似乎有所降低，6）飞溅颗粒内部存在小的富Si球形颗粒。
镁合金增材制造技术进展
摘要：镁合金因其重量轻、强度高和优异的机械性能而闻名，在许多应用中备受青睐。镁合金增材制造（Mg AM）的出现进一步提升了它们的普及度，具有无与伦比的精度、快速的生产速度、增强的设计自由度和优化的材料利用率等优势。该技术在制造复杂的几何形状、复杂的内部结构和性能定制的微结构方面具有巨大潜力，可实现突破性的应用。在本文中，我们深入研究了当前 Mg AM 采用的技术的核心工艺和关键影响因素，包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、电弧增材制造（WAAM）、粘合剂喷射（BJ）、摩擦搅拌增材制造（FSAM）和间接增材制造（I-AM）。激光粉末床熔合（LPBF）精度高，但受到低沉积速率和腔室尺寸的限制；WAAM 为大型部件提供了成本效益、高效率和可扩展性； BJ 可实现定制部件的精确材料沉积，且具有环境效益；FSAM 可实现细晶粒尺寸、低缺陷率和精密产品的潜力；I-AM 具有较高的构建速度和工业适应性，但最近研究较少。本文试图探索 AM 未来研究的可能性和挑战。其中两个问题是如何混合不同的 AM 应用程序以及如何将互联网技术、机器学习和过程建模与 AM 集成，这是 AM 的创新突破。
研究了针对激光粉末融合产生的Inconel 939超合金的后处理治疗。
本论文涉及由激光粉末融合（LPBF）处理的基于NI的Superalys Inconel 939（IN939）的研究。这是一个增材制造（AM）过程，它允许使用3D模型通过逐层过程获得最终组件。这使得有可能在单个过程中获得具有复杂几何形状的组件，减少成本，时间并获得比传统技术低的部分。IN939是一种基于NI的超级合金，特别适合在高温下应用，它可以成为航空涡轮叶片的良好候选者。IN939在高温下具有出色的机械特性和耐腐蚀和氧化的能力。在开始时，采用了过程参数的各种组合，例如激光功率，扫描速度，孵化距离。评估了不同条件的缺陷百分比，以确定最佳的过程参数集。在所有条件下，材料显示裂纹主要沿晶界形成。从缺陷的情况下，从缺陷的情况开始，进行了热等静止的压力（髋），以关闭裂缝和孔隙率。看来，髋关节在裂缝上有效，并将孔隙率降低到0.1％以下。之后，研究了经受溶解和不同老化步骤的样品的微观结构和硬度。在1160°C的温度下进行溶液4小时。之后，将碳化物溶解在伽马素基质中。最后的治疗方法是两种衰老，第一个在1000°C下为6H，第二个在800°C下持续4H，随后由于伽马素量相的沉淀而硬化了材料。最后，在每次热处理结束时对样品进行了硬度测试。硬度的趋势越来越高，从截止型条件的263.2 hb开始，在第二个老化结束时最多可达376 hb。还观察到，髋关节后的样品比溶解后的样品和第一次衰老处理更难。这是由于臀部由于髋部在晶界上沉淀的碳纤维所致，该髋部具有较大的尺寸，使材料更难但肯定更脆弱。
IAC极端环境AM Aloys_9-1-2022_final.pdf
摘要自2000年代后期以来，国家航空航天管理局（NASA）参与了用于空间应用的金属添加剂制造（AM）的开发和成熟。通过材料表征和测试，标准开发，组成的制造以及对推进开发和飞行应用的注入，重点介绍了对AM过程的理解。除了机械和热物理测试外，NASA成熟的常用航空合金（镍，铜，不锈钢和钢，铝和基于钛的镍，铝和基于钛的钢），除了机械和热物理测试外，还通过详细的AM过程和热处理表征。尽管这些合金在许多推进应用中都被积极使用，但需要使用集成计算材料工程（ICME）（ICME）和高性能应用程序的过程开发进行持续的AM优化合金。针对的应用是液体火箭发动机；先进的推进系统；和高热通量，高压和/或使用可以降解合金（例如氢）的推进剂的空间推进。本文使用激光粉末床融合（L-PBF）和激光粉末定向能量沉积（LP-DED）工艺强调了更常见的AM合金的表征和物理特性。此外，本文讨论了一些正在进行的新型合金开发和使用AM用于这些恶劣环境中的新型合金开发和成熟，例如GRCOP-42，GRCOP-84，NASA HR-1，GRX-810和C-103。这些过程的结果表明，AM可以实现使用ICME优化合金的快速开发和持续的努力，从而产生更高的性能。这些合金进行了建模，基本冶金评估，热处理研究，详细的微观结构表征和机械测试运动。这与直接应用特定的组件制造和热火测试相结合，通过高占用周期测试使技术准备水平（TRL）的提高能够提高。此处介绍了这些新型AM启用合金和正在加工的开发，包括冶金和机械性能研究。还讨论了这些合金的平行组件开发以及热火测试和未来发展的最新进步。Keywords : Additive Manufacturing, Propulsion, Rockets, Alloy Development, GRCop-42, GRCop-84, Refractory, GRX-810, NASA HR-1, L-PBF, LP-DED, DED, Laser Powder Bed Fusion, Laser Powder Directed Energy Deposition Acronyms/Abbreviations AM Additive Manufacturing (AM), Carbide Dispersion Strengthened (CDS), Directed能量沉积（DED），家用或异物碎片（DOD或FOD），氢环境封闭（HEE），氢含水剂指数（HEI），热等速度压迫（HIP），集成计算材料工程（ICME），低循环疲劳（LCF），LCF），Laser粉末床融合（LPBF），Laser fordect（Laseredect），Laser dive-dive-dive-dirotect（Laser dirotect）（LASEREDEDED）