▪纳米结构陶瓷纳米复合涂料的合成:HA/TIO 2和TNT/HA多层涂层的脉冲电沉积在Ti植入物上▪TIO 2纳米管阵列合成TI6AL4V在TI6AL4V合成中,通过水溶液的产生TI6Al4V型固定物,使用Ti6al-stranters flaster-tersolation ti ti6al4v plualter ti ti6al4v pyterrox ti ti6al4v plectrol ti (巴斯德研究所)▪热处理和相转化研究▪纳米力学特性分析:对纳米核酸,纳米裂缝和TIO 2纳米管阵列和羟基磷灰石薄膜的调查,并使用纳米构造配备AFM薄膜,均配备纳米限制▪多步骤的量表和示例范围•设计和示例范围(示例)的定型和示例(示例)。加工Sharif技术大学材料科学与工程系高级陶瓷研究中心的研究援助
摘要:激光熔化沉积 (LMD) 近来因生产近净形零件和修复磨损部件而受到工业领域的关注。然而,LMD 在熔池动力学和流体流动分析方面仍未得到探索。在本研究中,计算流体动力学 (CFD) 和分析模型已经开发出来。流体体积和离散元建模的概念用于计算流体动力学 (CFD) 模拟。此外,设计了一个简化的数学模型,用于单层沉积,其中激光束衰减比是 LMD 工艺固有的。这两个模型都通过 Ti6Al4V 合金在 Ti6Al4V 基体上的单道沉积实验结果进行了验证。实验和建模之间有密切的相关性,只有一些偏差。此外,还设计了一种跟踪熔体流动和相关力的机制。模拟显示,由于同轴添加粉末颗粒,LMD 仅涉及传导模式熔体流动。在激光束前方,熔池呈现顺时针旋涡,而在激光点位置后方,则呈现逆时针旋涡。打印过程中,一些部分熔化的颗粒试图进入熔池,导致熔体材料内发生飞溅。在层沉积后确定了熔化状态、糊状区域(固体+液体混合物)和凝固区域。这项研究深入了解了 LMD 打印背景下的熔体流动动力学。
图 2. 在各种增材制造的金属合金中观察到的柱状晶粒;a) 316L 不锈钢,b) Ti6Al4V 和 c) Inconel 625,“通过电子和激光束熔化制备的镍基高温合金(合金 625)的微观结构和性能比较”由 K. Amato 等人撰写,根据 CC BY 4.0 获得许可(Amato、Hernandez 等人,2012 年)。
定向能量沉积 Geovana Eloizi Ribeiro Vincent Edward Wong Diaz Willian Roberto Valicelli Sanitá Alessandro Rodrigues 圣保罗大学圣卡洛斯工程学院机械工程系 电子邮件: vwong.ufs@gmail.com 、geovana_rib@usp.br 、willian.r.sanita@usp.br 、roger@sc.usp.br、Reginaldo Coelho Teixeira 圣保罗大学圣卡洛斯工程学院生产工程系 rtcoelho@sc.usp.br 摘要:金属增材制造已经成为一种技术,能够以“近净成形”形式生产复杂金属零件、进行修复和使用梯度材料创建零件,从而能够制造高附加值和低产量的零件。激光和粉末定向能量沉积 (LP-DED) 是增材制造工艺的一种,通过集中的热能使金属粉末熔化。这些应用对航空航天、汽车和医疗等不同领域都具有吸引力。在医疗领域,其应用主要集中在制造植入物、假肢、仪器和医疗器械。在假肢和植入物的制造中,Ti6Al4V 钛合金因其高机械强度、高耐腐蚀性、低密度以及良好的生物相容性而脱颖而出。文献挑战之一反映了 LP-DED 工艺赋予打印部件的粗糙度,这会影响假肢和植入物的骨整合,与其恢复时间和成功率有关。本文评估了使用两种粉末从 LP-DED 工艺获得的 Ti6Al4V 部件的粗糙度。第一种是通过气体雾化生产的,第二种是通过先进的等离子雾化生产的。随后,在纯 Ti 基体上用 LP-DED 制造了八个样品。激光功率是另一个输入变量,范围从 300 W 到 345,增量为 15W。用去离子水和丙酮用超声波振动清洁样品。然后,我们使用共聚焦显微镜评估样品的粗糙度。所用粉末的粉末形貌表明,气雾化产生的粉末呈现非高斯分布,有薄片、孔隙和卫星。与气雾化粉末相比,先进等离子雾化产生的粉末呈现高斯分布,孔隙数量更少,卫星和薄片的存在也更少。关键词:定向能量沉积;粗糙度;Ti6Al4V,增材制造。1. 介绍
摘要:在本研究中,我们提出了一种混合制造工艺来生产高质量的 Ti6Al4V 零件,该工艺结合了增材粉末激光定向能量沉积 (L-DED) 用于制造预制件,随后的热锻作为热机械加工 (TMP) 步骤。在 L-DED 之后,材料在两种不同的温度 (930 ◦ C 和 1070 ◦ C) 下热成型,随后进行热处理以消除应力退火。在小子样本上进行拉伸试验,考虑到相对于 L-DED 构建方向的不同样本方向,并产生非常好的拉伸强度和延展性,类似于或优于锻造材料。所得微观结构由非常细粒、部分球化的 α 晶粒组成,平均直径约为 0.8–2.3 µ m,位于 β 相基质内,占样本的 2% 至 9%。在亚β转变温度范围内锻造后,典型的 L-DED 微观结构不再可辨别,并且增材制造 (AM) 中常见的拉伸性能各向异性显著降低。然而,在超β转变温度范围内锻造会导致机械性能的各向异性仍然存在,并且材料的拉伸强度和延展性较差。结果表明,通过将 L-DED 与 Ti6Al4V 亚β转变温度范围内的热机械加工相结合,可以获得适用于许多应用的微观结构和理想的机械性能,同时具有减少材料浪费的优势。
摘要:由于切削力过大、表面完整性低和刀具磨损,通过传统金属切削工艺加工用于骨科植入物的钛合金 (Ti6Al4V) 具有挑战性。为了克服这些困难并确保高质量的产品,各行各业都采用线切割电火花加工 (WEDM) 来精确加工形状复杂的钛合金。目标是使用 Box-Behnken 设计 (BBD) 和非支配排序遗传算法 II (NSGA II) 使 WEDM 加工参数尽可能高效地加工生物相容性合金 Ti6Al4V。创建了一个二次数学模型来表示生产率和质量因子 (MRR 和表面粗糙度),输入参数包括不同的输入参数,例如脉冲有效 (T on) 时间、脉冲无效 (T off) 时间、峰值幅度 (A) 电流和施加的伺服 (V) 电压。建立的回归模型和相关的预测图提供了一种可靠的方法来预测工艺变量如何影响两个响应,即 MRR 和 SR。研究了四个工艺变量对两种响应的影响,结果表明脉冲持续时间和电压对材料去除率 (MRR) 有重大影响,而脉冲持续时间则影响质量 (SR)。当包含重要的工艺因素时,MRR 和 SR 之间的权衡强调了对可靠的多目标优化方法的需求。利用名为非支配排序遗传算法 II (NSGA II) 的智能元启发式优化方法提供帕累托最优解,以实现高材料去除率 (MRR) 和低表面粗糙度 (SR)。
抵抗[5]。尽管过程优化了重大的优化工作,但由PBF-LB和PBF-EB生产的316升零件仍然无法满足最佳功能性能所需的表面质量要求。据报道,由PBF-LB和PBF-EB产生的316L部分的典型表面粗糙度(RA)值分别为〜10 µm [9]和〜30 µM [10]。在PBF-LB和PBF-EB之间获得的表面粗糙度的巨大差异是无关的。在比较PBF-LB和PBF-EB时,已经报道了TI6AL4V的可比较表面粗糙度值。对于PBF-LB标本,在构建方向上测量了〜8 µm的RA,而对于PBF-EB,观察到RA为〜23 µm [11]。无论相关的AM过程如何,印刷的部分通常都需要后处理才能实现所需的表面
在本研究中,开发了一个通用概率设计框架,用于预测金属硬件的循环疲劳寿命,所采用的方法解决了实验数据和计算模型中的不确定性。该方法涉及:(i)在 Ti6Al4V 材料试样上进行的疲劳试验数据,(ii)基于连续损伤力学 (CDM) 的材料本构模型,用于模拟材料的循环疲劳行为,(iii)基于方差的全局灵敏度分析,(iv)用于模型校准和不确定性量化的贝叶斯框架,以及(v)在不确定性下的计算寿命预测和概率设计决策。使用实验数据进行计算分析的结果证明了在存在不完整和噪声数据的情况下,概率设计方法用于模型校准的可行性。此外,使用概率设计方法可以评估计算模型预测的疲劳寿命的可靠性。[DOI: 10.1115/1.4038372]
图 1 . (a) 3D 打印钛合金全膝关节置换术修复近端胫骨。[15] (b) 3D 打印患者匹配的 Ti6Al4V 脊柱笼。[16] (c) 3D 打印合金设计。Ti-Ta 合金具有固有微孔隙度和纳米级表面孔隙度,这是通过生长的二氧化钛纳米管实现的。[20] (d) 对 Spurr 嵌入的大鼠股骨外植体的 300µm 薄切片进行组织学评估,结果显示 5 周时 10Ta-P-NT 和 25Ta-P-NT 中均有早期类骨质形成。类骨质的存在通过改良 Masson Goldner 染色的红色标记。在 TNT-P(对照)中观察到沿骨-植入物界面的不均匀类骨质形成。比例尺为 200µm。[20]
摘要:航空航天行业中金属添加剂制造(AM)的主要优点是整合;减少交货时间,以强大的强度对(s:w)比很容易构建复杂的结构;生产按需零件,库存降低,不确定性和供应链成本的生产。Ti6al4v和镍基合金是航空航天零件的常用材料。基于地面的AM为航空航天取得了巨大进步。AM有可能开发用于通用航空,飞机,导弹和较少巨大卫星系统的零件。这项研究介绍了AM优势,AM的技术,AM的材料和应用以及航空航天行业的研究进度;涉及AM的最新技术及其航空航天的趋势;并强调了它的挑战和未来的研究。关键字:添加剂制造(AM),航空航天,人工智能(AI),直接能量沉积(DED),粉末床融合(PBF),缺陷,残余压力,供应链简介
