基于激光的选择性多步光电离以及随后收集所需同位素是一种非常有利可图的分离技术,特别是对于医用同位素而言,其典型产品需求量在几毫克到一克的范围内。为了获得高纯度的产品,具有窄线宽(最好是 SLM)的可调激光器必不可少,特别是在同位素系统表现出重叠光谱的情况下。此外,可调 SLM 激光器非常适合用于此类同位素的选择性研究以及选择性光电离方案中涉及的原子能级和跃迁的精确光谱表征。然而,适用于高分辨率光谱的市售 SLM 可调激光器过于昂贵。此外,广泛用于这些应用的传统窄带液体染料激光器受到其波长可调性的限制。对于给定染料,这些染料激光器的调谐范围通常为 25-30nm,因此需要多种染料来覆盖可见光区域的宽光谱范围,这很麻烦且耗时。例如,使用
摘要:粉末床融合(PBF)被认为是最常见的添加剂制造技术之一,因为它具有使用许多可能的材料制造复杂几何形状的有吸引力的能力。但是,该技术生产的零件的质量和可靠性被认为是至关重要的方面。此外,PBF生产的零件的挑战是利益相关者的热门问题,因为零件仍然不足以满足高科技行业的严格要求。本文在PBF和技术挑战中讨论了目前的艺术状态,重点是选择性激光熔化(SLM)。审查工作主要集中在强调基于PBF金属AM的状态和挑战的文章上,该研究主要限于开放式来源,特别关注了过程参数,并将其作为印刷零件质量和可靠性的决定因素。此外,由于未经培训的过程参数而引起的常见缺陷以及监视和维持组件质量和可靠性所需的缺陷被包含在内。在这项审查工作中,已经观察到,有几个因素,例如激光参数,粉末特性,粉末的材料特性和印刷室环境,这些因素会影响SLM打印过程以及印刷零件的机械性能。还可以得出结论,与常规制造过程相比,SLM过程不仅昂贵且缓慢,而且还具有关键缺点,例如其可靠性和质量在维度的准确性,机械强度和表面粗糙度方面。
摘要:增材制造 (AM) 工艺使其能够广泛应用在从航空航天到艺术、设计和建筑等各个领域。零件质量和性能是 AM 工艺执行过程中的主要关注点,考虑到工艺参数、材料、环境、测量和操作员培训等多种影响因素,可以保证实现足够的特性。研究不仅有影响的 AM 工艺变量的影响,而且研究它们的相互作用和耦合影响对于需要付出巨大努力的工艺优化至关重要。因此,数值模拟可以成为一种有效的工具,有助于评估 AM 工艺原理。选择性激光熔化 (SLM) 是一种广泛的粉末床熔合 (PBF) AM 工艺,由于其优越的优势,例如能够打印复杂且高度定制的组件,因此越来越受到工业和学术界的关注。温度分布和熔池动力学对于在 SLM 过程中很好地模拟和关联零件质量(表面光洁度、诱导残余应力和微观结构演变)至关重要。本综述总结了 SLM 的数值模拟,指出这是一个重要的研究视角,同时也探索了所采用的方法和实践的贡献。本综述旨在概述 AM 工艺,例如挤压、光聚合、材料喷射、层压物体制造和粉末床熔合。特别是针对讨论对 SLM 进行的数值模拟,以说明现有非专有方法的统一图景,以预测传热、熔池行为、微观结构和残余应力分析。
只是一个表面级别的理解,而是一个详尽的上下文分析,例如时间序列财务记录或多维客户数据表。尽管在某些情况下,SLM的专业性质可能是有利的,但它也带来了限制,因为它们有限的理解和上下文意识可能会导致输出对复杂决策过程缺乏必要的相关性。需要进行持续的模型调整以及优化特定任务的SLM所需的专业知识,这一挑战更加复杂,这有助于在企业内大规模实施AI的操作复杂性和资源需求。
提出并演示了一种通过微透镜阵列 (MLA) 的光场投影进行 3D 光刻的方法。利用 MLA,我们可以通过开发的聚焦方案将来自空间光调制器 (SLM) 的光传送到 3D 空间中的任意位置,即体素。体素位置和 SLM 像素位置之间的映射函数可以通过光线追踪一一确定。基于正确的映射函数,可以通过 SLM 和 MLA 在 3D 空间中重建计算机设计的 3D 虚拟物体。然后可以对投影的 3D 虚拟物体进行光学压缩并将其传送到光刻胶层进行 3D 光刻。利用适当的近紫外光,可以在光刻胶层内的不同深度构建 3D 微结构。这种 3D 光刻方法可用于在任意位置进行高速 3D 图案化。我们预计,在提出的光场 3D 投影/光刻方案中采用飞秒光源和相关的多光子固化工艺时,也可以实现高精度 3D 图案化。多光子聚合可以防止在到达设计的焦点体素之前沿光路对区域进行非自愿图案化,如我们在单光子演示中所观察到的那样。
SLM是一个添加剂制造过程,其中金属粉末逐层局部融化,以生成零件以形状或接近净形状。此过程非常适合产生颗粒物增强的MMC,因为它们可以将其体积合并到粉末原料中并在激光熔体下合并,如图2所示。当前,与常规制造的MMC相比,加上制造的MMC的昂贵生产量较低。此外,加上制造的MMC实际上比通过SLM生产的等效金属零件便宜,因为增强件通常比所使用的金属粉末便宜。此外,由于制作零件的层面过程,该添加剂过程可以实现梯度材料制造。每一层可能具有不同的原材料组成。
首次利用选择性激光熔化技术制备了高孔隙率的Fe-35Mn-1Ag可生物降解合金支架。研究了该支架的微观结构、组织形貌、力学性能和降解行为,并与在类似工艺参数下制备的Fe-35Mn支架进行了比较。SLM制备的支架具有发达的孔隙结构和高度的连通性,有助于提高生物相容性。其力学性能非常接近目标人体组织,植入后不会出现应力遮挡。与Fe-35Mn合金相比,Fe-35Mn-1Ag支架的力学性能略高,但降解率提高了30%以上。总体而言,SLM制备的Fe-35Mn-1Ag支架表现出良好的力学性能和改善的降解行为,为可生物降解的承重应用提供了解决方案。
采用Nb含量为25 wt%的混合粉末,通过选择性激光熔化(SLM)原位制备了一种具有定制微观结构、增强力学性能和生物相容性的钛铌(Ti-Nb)合金。研究了激光能量密度从70 J/mm 3 到110 J/mm 3 对SLM打印Ti-25Nb合金的相变、微观结构和力学性能的影响。结果表明,110 J/mm 3 的能量密度可使合金的相对密度最高且元素分布均匀。通过X射线衍射和透射电子显微镜鉴定了具有[023]β//[-12-16]α'取向关系的α'和β相,它们的比例主要取决于激光能量密度。随着能量密度的增加,由于冷却速度降低、温度梯度增大,Ti-25Nb合金的组织由针状晶粒变为粗化的板条状晶粒,再变为板条状晶粒+胞状亚晶粒。打印Ti-25Nb合金的屈服强度和显微硬度随能量密度从70 J/mm 3 增加到100 J/mm 3 而降低,在110 J/mm 3 时又升至最高值645 MPa和264 HV。力学性能的这种变化取决于α'相的粗化和β(Ti,Nb)固溶体的形成。此外,与纯Ti相比,SLM打印的Ti-25Nb合金既表现出优异的体外磷灰石形成能力,又表现出更好的细胞扩散和增殖能力。