我们研究了通过定向能量沉积 (DED) 获得的 Fe-Fe 2 Ti 共晶微观结构,其过共晶成分为 Fe-17.6 at.% Ti。实现了低至 200 nm 的超细层状间距,这种特性只能通过吸铸等方法在薄样品中获得。然而,在层间边界 (ILB) 处观察到主要 Fe 2 Ti 相的球状形态,并带有 Fe 相的晕圈。因此,对于给定的 DED 条件,晶体结构在 ILB 上是不连续的。二维和三维分析方法都用于量化微观结构,包括高分辨率同步全息 X 射线计算机断层扫描 (HXCT)。通过相场建模,针对选定的成核场景和从共晶到过共晶的合金成分,探索了共晶系统在定性对应于激光增材制造条件下的一般行为。虽然模拟提供了有关微观结构形成的宝贵见解,但模拟指出,我们需要进一步加深对增材制造条件下熔化的理解,以便实施合适的成核和/或自由生长模型。模拟还表明,使用精确的共晶合金成分可以防止球状 ILB。
原子层沉积 (ALD) 是一种基于气相化学过程顺序使用的薄膜沉积技术。大多数 ALD 反应使用两种化学物质,通常称为前体。这些前体以顺序、自限的方式一次一个地与材料表面发生反应。通过反复暴露于不同的前体,薄膜会缓慢沉积。ALD 被认为是一种用于生产非常薄的保形膜的沉积方法,可以在原子级控制膜的厚度和成分。ALD 是制造半导体器件的关键工艺,也是可用于合成纳米材料的工具集的一部分。
摘要:聚对二甲苯 (PC) 因其高机械强度和生物相容性等优异性能在过去几年中引起了极大的关注。当用作柔性基板并与高κ电介质如氧化铝 (Al 2 O 3 ) 结合时,Al 2 O 3 /PC 堆栈在生物医学微系统和微电子等领域的各种应用中变得非常引人注目。对于后者,尤其需要氧化物的原子层沉积,因为它可以沉积高质量和纳米级氧化物厚度。在本文中,实现了在 15 μ m 厚的 PC 层上进行 Al 2 O 3 的原子层沉积 (ALD) 和电子束物理气相沉积 (EBPVD),并通过 X 射线光电子能谱结合原子力显微镜研究它们对 Al 2 O 3 /PC 所得堆栈的影响。我们发现,基于 ALD 的 Al 2 O 3 /PC 叠层可产生纳米柱状表面,而基于 EBPVD 的 Al 2 O 3 /PC 叠层可产生预期的光滑表面。在这两种情况下,Al 2 O 3 /PC 叠层都可以轻松地从可重复使用的 SiO 2 基板上剥离,从而产生柔性 Al 2 O 3 /PC 薄膜。这些制造工艺经济、产量高,适合大规模生产。尽管 ALD 在半导体行业特别受欢迎,但我们发现 EBPVD 更适合实现用于微电子和纳米电子的 Al 2 O 3 /PC 柔性基板。
1. 简介和文献综述 金属增材制造 (MAM) 是一种 3D 打印技术,对各个行业(例如航空航天、生物医学、能源)影响最为显著 (Armstrong 等人,2022 年)。根据 ASTM/ISO 52900:2021(ISO ASTM 标准 2021),MAM 分为以下类别:材料挤出 (MEX)、材料喷射 (MJ)、粘合剂喷射 (BJ)、粉末床熔合 (PBF)、定向能量沉积 (DED)、板材层压 (SL) 和瓮聚合 (VPP)。PBF 是最广泛的工艺技术,因为它成熟且精度高 (Mandolini 等人,2022 年),覆盖了 85% 的 MAM 市场 (AMPOWER GmbH & Co 2020 年)。另一方面,PBF 机器复杂且价格昂贵。最近,金属 MEX(M-MEX)因其以下优点而备受关注:成本低(例如台式系统)、设备简单(用户友好性)、潜在危害少(例如没有金属粉末损失)、电源有限(与 PBF 或 DED 相比)和环境可持续性增强(Suwanpreecha 和 Manonukul 2022;Bianchi 等人 2022)。另一方面,M-MEX 的主要缺点涉及线材(例如粘合剂类型的选择)及其生产工艺(例如合适的混合程序)。要求保证线材的高质量,以保证 3D 打印部件的最终形状、尺寸、尺寸和属性(Suwanpreecha 和 Manonukul 2022)。 M-MEX 也称为 mFFF(金属熔丝制造,(Bankapalli 等人,2023 年))、FDMet(金属熔融沉积,(Bankapalli 等人,2023 年))、金属 FDM(Ramazani 和 Kami,2022 年)、MF3(金属熔丝制造,(Singh 等人,2020 年)),其灵感来自 MIM(金属注射成型)和 FFF(熔丝制造)(Bankapalli 等人,2023 年)。这项技术的快速增长得益于 FFF 和 MIM 的大量投资。事实上,除了绿色部件的制造方法外,材料 MEX 与 MIM 相似(就整个过程而言)。M-MEX 可以制造出性能接近(或相同)于 MIM 的零件。就设计自由度而言,金属 MEX 更具吸引力,因为它不需要模具。 M-MEX 原料由金属粉末和聚合物粘合剂组成(图 1)。通过将原料挤压到构建平台上来创建 3D 对象(绿色部分)。需要脱脂以去除部分聚合物材料。烧结是最后一个过程,通过以下方式完全致密化部件
人们对用于制造和修复薄壁结构的定向能量沉积工艺的兴趣日益浓厚,这促使人们更深入地了解该方法的基本构造块的特性:覆层形成。在本研究中,研究了通过沉积 316L 不锈钢 (SS316L) 粉末获得的覆层,其中三个不同的工艺参数是激光功率、激光移动速度和粉末质量流速。通过每个参数的宽样本范围来确保可重复性。从数据测量来看,覆层的平均硬度接近 SS316L 材料的典型 200 Hv,表明 Hall-Petch 效应占主导地位。研究还表明:(i) 激光功率是影响覆层深度的最重要因素,但对覆层厚度影响不大。(ii) 激光移动速度是影响覆层高度的主要参数。 (iii) 粉末质量流速往往会通过厚度增加来补偿深度减少,因此对包层高度没有明显影响。观察到增加激光功率是防止在零稀释下形成包层的最有效方法,零稀释是衡量打印包层与基材结合程度的指标。从 SS316L 包层组得出了无量纲分析。通过使用不同的不锈钢数据集进行验证并推断到更大的参数范围,证明该分析能够促进工艺参数的选择,以满足对包层尺寸的给定要求。由于其应用直观,该分析有可能被用作标准的预打印工具,以提高成功率,从而改善制造周转时间。
摘要。设置机器人增材制造机器需要注意几个安全方面,包括不同系统的集成、功能工作区、人机界面和操作的便利性。本文介绍了在设计和组装机器人增材制造单元时应考虑的一些主题。它基于在 SINTEF Manufacturing 的增材制造实验室中设计和组装混合 DED 和研磨单元的经验。该单元旨在确保机器人和增材制造构建单元的安全稳定运行,为实现这一点,它采用钢框架结构,覆盖钢板,并配备通风系统、防激光窗和卷帘门。设计并集成了一个安全系统,以确保单元中运行的不同元件之间的通信和安全机制的协调。
沉淀P2和P3是CO 34.0 Cr 29.0 Ni 30.5 Ti 2.3 O 4.2(at。%),CO 3.6 Cr 1.3 Ni 1.0 1.0 Ti 94.1(at。%)和
热塑性塑料添加剂制造的最常见方法是融合沉积建模(FDM),这正在成为各种工程应用中的增长趋势,因为它很容易创建复杂的零件。适当的过程参数选择对3D打印零件的机械质量有重大影响。这项研究研究了四个关键过程变量对聚乳酸(PLA)样品拉伸强度的影响:填充密度,打印速度,构建方向和层厚度。使用FDM 3D打印机根据ASTM D638打印样品。这项研究的结果表明,PLA打印样品的拉伸强度受到层厚度,构建方向和填充密度等因素的高度影响。PLA打印样品的拉伸强度和Young的模量受到90°方向,空心填充,0.4 mm厚度和100 mm/s速度的显着影响。因此,随着FDM 3D打印机对于制造工程组件逐渐变得更加重要,因此找到可能导致更强机械和物理特性的参数值肯定会帮助设计师和制造商在全球。
摘要:准确的剂量学验证在放射疗法中变得越来越重要。al-尽管聚合物凝胶剂量测定法可能有助于验证复杂的3D剂量分布,但由于其对氧气和其他污染物的反应性强,因此对临床应用有局限性。因此,重要的是,凝胶储存容器的材料将与外部污染物的反应阻止反应。在这项研究中,我们测试了可以用作凝胶容器的各种基于聚合物的3D打印材料的化学渗透性。使用甲基丙烯酸,明胶和四甲基(羟甲基)氯化磷。比较了可应用于融合沉积建模(FDM)-Type 3D打印机的五种类型的印刷材料:丙烯酸酯丁烷丁二烯苯乙烯(ABS),cPE-POLYETER(CPE),聚碳酸酯(PC)(PC),多聚乳酸(PLA)和聚丙烯(PPPPPPPPPP)(PP)(PLA)(PLA)(pp)(plage vial)。分析了从磁共振成像扫描获得的每种材料的R2(1/T2)松弛率的地图。此外,评估了R2图的响应直方图和剂量校准曲线。R2分布表明,CPE比其他材料具有更高的边界,并且CPE的轮廓梯度也最接近参考小瓶。直方图和剂量校准表明,与参考小瓶相比,CPE提供了83.5%的最均匀和最高相对响应,均方根误差为8.6%。这些结果表明CPE是FDM型3D打印凝胶容器的合理材料。
未来的设备肯定需要较小的临界维度(CD)并包含新材料和结构。虽然考虑到某些结构和材料的自组装,但在可预见的将来,干燥的蚀刻将仍然是不断变形光刻特征的模式转移的主要方法。在某些情况下,新材料将被纳入传统半导体材料中形成的腔体中。在其他材料中,这些材料将需要干蚀刻,因此需要开发新的蚀刻过程。选择结构和材料的选择将受到可用的干蚀刻工艺和设备功能的很大影响。