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生物材料科学-RSC出版
适合生物活性物质和复杂生物实体必不可少的液态液体sca。隔离的LLPS系统，也称为水溶液系统（ATPSS），已证明它们在酶纯化14中的效率14和细致的细胞模式。15尽管如此，全水结构的精确处理，尤其是在超低界面张力的情况下，仍然是一个显着的挑战。Steijn 16,17和Shum 18,19等。已经开创了一种微流体策略，以产生水中的水乳液，将机械扰动整合到内相，从而导致水/水喷射的均匀分裂（图1a）。在这项基础工作的基础上，我在Shum实验室中的研究采用了全水电喷雾技术来制造水中水中的乳液（图1b）。20,21此方法引入了一个中间空气阶段，该空气阶段巧妙地提高了表面张力，并避免了低张力系统中喷气机慢分解所施加的约束。此外，全水电喷雾可以很容易地将多种胶凝剂嵌入水滴中，该水滴会响应于特定的触发因素（例如光，热或化学刺激），从而在Microgels的产生中达到顶峰。此技术提供了强大而适应性的
深入了解 AM 商用铝合金的制造过程......
Elementum 3D 利用创新的反应性增材制造 (RAM) 技术引入了新的商用铝合金和高性能金属基复合材料，以与现有的增材制造设备配合使用。RAM 利用放热化学反应在增材熔合过程中原位合成产品材料。RAM 工艺可用于生产各种材料，但特别适合通过反应性合成陶瓷增强材料来生产陶瓷增强金属基复合材料 (MMC)。该工艺可以从针对工艺流程和铺展性进行了优化的较大 AM 原料粉末中合成亚微米陶瓷增强材料。亚微米增强材料还可在合金凝固过程中充当成核剂，以产生有利的细粒等轴铝微观结构。通过成核细等轴微观结构，该工艺克服了困扰许多铝合金的热裂性问题。通过少量合成陶瓷，2024 和 6061 等合金变得可打印，并且性能与锻造合金相当。增加陶瓷含量可提高强度、模量、耐磨性和高温性能，同时降低热膨胀系数和延展性。
铝合金的电弧弧添加剂中的孔隙率
线弧添加剂制造是一种近网状处理技术，可允许对大型和定制的金属零件的成本效益。在电弧添加剂制造中处理铝的处理非常具有挑战性，尤其是在孔隙率方面。在目前的工作中，研究了AW4043/ALSI5（wt％）的线弧添加剂制造中的孔隙行为，并开发了后处理方法。已经观察到，随着屏蔽气体流量的增加，铝零件的孔隙率也增加了，由于熔体池通过强制对流迅速固化而增加。更高的对流率似乎限制了气体夹杂物的逃脱。此外，从熔体池逸出的气体夹杂物在每个沉积层的表面上留出空腔。过程摄像机成像用于监测这些空腔以形成有关部分孔隙率的形成。观测值是由计算流体动力学模拟支持的，这些模拟表明，气流与线弧添加剂制造制造的铝制零件的孔隙率相关。由于较低的气体流速导致对流冷却的减少，因此熔体池在更长的时间内保持液体，从而使孔逸出更长的时间，从而降低了孔隙度。基于这些调查，提出了一种监视方法。
使用激光粉末床融合将数据编码为金属合金
超越了具有复杂几何形状的零件的近网形制造，添加剂制造（AM）使得可以制造具有独特的特定地点微观结构的材料。此功能是AM独有的，并且可以使以前无法实现的构建材料的设计。在这里，我们利用此策略将数据用微结构作为存储信息的介质将数据编码为金属零件。我们使用一种新型的激光扫描技术来控制激光粉末床融合过程中的局部固化条件，并将线性条形码和快速响应（QR）代码嵌入不锈钢316 L.使用不同晶体学纹理的块。数据可以通过对局部微观结构敏感的分析技术来检索数据。作为演示，我们通过使用称为方向反射显微镜的技术从其蚀刻表面测量光光的散射来解码条形码。所产生的纹理图可以通过传统的条形码扫描仪可读，例如手机上的纹理图。嵌入数据的能力在执法，生物医学和运输等领域具有巨大的潜力，在执法，生物医学和运输中，永久耐损害的跟踪至关重要。
定向能量沉积制备 Inconel 718 的多尺度微观结构异质性和力学性能散射
定向能量沉积 (DED) 是一种增材制造技术，可以快速生产和修复具有灵活几何形状的金属零件。DED 期间热和材料传输的复杂性会产生不必要的微观结构异质性，从而导致零件性能分散。在这里，我们研究了使用不同沉积速率通过粉末吹制 DED 生产的 Inconel 718 在不同长度尺度上的微观结构变化。我们量化了零件内晶粒结构、纹理、成分和凝固结构的空间趋势，并将它们与硬度、屈服强度和杨氏模量的变化相关联，以突出凝固过程中热环境的影响。我们发现，使用高沉积速率时采用的高能量输入有利于沿构建和横向方向产生显着的微观结构异质性，这源于所使用的沉积策略产生的不对称冷却速率。我们还发现，在 Inconel 718 上采用的标准热处理不适合使微观结构均质化。这些结果对于开发工业相关的增材制造零件的构建速率策略具有重要意义。© 2021 作者。由 Elsevier BV CC_BY_NC_ND_4.0 出版
Sarah Wolff - AMD 研究生课程 | 宾夕法尼亚州立大学工程学院
激光定向能量沉积中的熔体流动成像 摘要 基于激光的粉末吹制定向能量沉积 (L-DED) 增材制造工艺有望制造出适用于广泛应用的复杂多材料金属零件和优质机械零件。然而，由于快速凝固，L-DED 部件中不同金属的孔隙度或熔化不均匀很常见，并且可能对鉴定和认证造成障碍。本次演讲将讨论飞行中的粉末颗粒与导致该过程中孔隙度的底层熔池之间的基本相互作用。高级光子源 32-ID 光束线上的高速同步加速器 X 射线成像（高达 80,000 fps）实验实时展示了孔隙度机制和材料混合。 传记 Sarah Wolff 博士是机械和航空航天系的助理教授和制造业爱好者。她曾担任德克萨斯 A&M 大学工业和系统工程系的助理教授和阿贡国家实验室的 Enrico Fermi 研究员。她于 2018 年毕业于西北大学，获得机械工程博士学位。Wolff 博士的专业领域是金属增材制造和激光加工，特别是在原位监测、高速 X 射线成像、图像处理和微观结构表征领域。
注射成型空心微针的材料选择
摘要：空心微针旨在执行皮内医学物质的递送或液体提取，聚合物通过注射成型作为质量生产的成本效益材料。但是，现有研究缺乏对皮肤穿透测试的可加工性和性能的不同聚合物的比较分析。这项研究通过评估五种生物相容性热塑性材料制造的空心微对材料来解决这一差距：聚碳酸酯（PC），聚丁烯二苯甲酸酯（PBT），多酰胺酸（PLA），多酰胺12（PA12）和玻璃纤维增强型多酰胺多酰胺（PARAMANEMAMEMIMANE）（PARA）。在热塑性塑料中发现了复制保真度的显着差异，并且计算出更高的固化时间，从而导致由于填料阶段的扩展可变形性而产生了更好的复制保真度。PBT微针在脱再多造成的过程中变形，并被排除在穿透测试之外。在小猪耳朵上的穿透试验显示，由于针的变形，PA12和PLA微针的穿透性没有。para表现出一致的穿透结果，而PC表现出不一致的穿透行为，一些针的成功完全穿透了，而另一些针头变形。高机械性能对于实现一致和成功的穿透至关重要。
激光-电弧复合焊接在低温钢中的应用
* 通讯作者：ivan.bunaziv@ntnu.no 摘要 近年来，激光电弧混合焊接 (LAHW) 在造船和石油天然气工业中的应用越来越广泛。与传统的电弧焊接工艺相比，它具有许多优势，因此广受欢迎。激光束源可用于实现更高的穿透深度。通过电弧源将填充焊丝添加到工艺区域，可以提高机械性能，例如在低温下具有更高的韧性。因此，LAHW 是一种有前途的低温服务工艺。由于深而窄的接头中整个焊缝金属中填充焊丝分布不均匀，导致工艺稳定性和机械性能下降，因此 LAHW 的适用性受到关注。这会导致焊缝根部的机械性能下降以及凝固裂纹问题。根部的快速冷却速度会产生硬而脆的微观成分，从而降低低温韧性。数值模拟和实验观察表明，增加激光束的热输入是降低冷却速度的有效方法，例如也可以通过预热来实现。关键词：激光束；复合焊接；微观组织；韧性；数值模拟 1. 引言
烧结条件对微观结构的影响
基于长丝挤压的金属增材制造为广泛使用的基于梁的增材制造提供了一种替代方案。从基于挤压的技术获得的微观结构与基于梁的增材制造获得的微观结构有很大不同，因为挤压技术采用了烧结工艺，而不是熔池的快速凝固。在本研究中，研究了通过长丝挤压制备的 316L 不锈钢的微观结构与脱脂和烧结条件的关系。采用与能量色散 X 射线映射相关的高速纳米压痕来表征微观结构。发现 1350 ◦ C 的高烧结温度、纯 H 2 气氛和 60 K/m 的冷却速度可产生最佳微观结构。由于加速致密化，可获得高密度，这是通过引入由于 𝛿 铁素体形成而产生的扩散路径实现的。同时，可以避免氧化物或𝜎 沉淀物等硬质相对机械性能产生不利影响。结果表明，可以通过分析纳米压痕映射的硬度和模量数据来量化孔隙率。所得值与光学和阿基米德浸没法测量值高度一致。与文献相比，3D 打印和烧结样品的拉伸试验显示出出色的延展性和强度。我们证明，316L 细丝的 3D 打印和在优化条件下烧结可产生与块体值相当的材料性能。
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。