摘要。激光金属增材制造 (AM) 因其在几何形状和材料方面的灵活性而成为一种越来越受欢迎的技术。作为一种商业化的增材工艺,粉末吹制定向能量沉积 (DED) 已用于航空航天、汽车、医疗设备等多个行业。然而,人们对这一工艺仍然缺乏基本的了解,并且可以发现许多合金开发和实施的机会。本文介绍了一种能够解决这些问题的多层构建的高通量原位 DED 系统。通过广泛的工艺参数扫描研究了层高和能量密度的影响,展示了高通量设置的强大功能,同时还讨论了多层相互作用。
项目涉及制造工艺(铸造/焊接/表面重熔/熔覆等)中凝固过程的多尺度数值研究。宏观模型为连续尺度,将基于有限体积法,在求解质量、动量和能量方程后获得温度场。获得的温度场与低尺度模型(中尺度/微尺度)耦合,以模拟中尺度结构(晶粒结构)或微观结构。低尺度模型包括两种现象 1. 成核 2. 生长,并基于细胞自动机算法。多尺度、多物理模拟将用于执行参数研究,以将工艺参数与微观结构联系起来并表征形态转变。
您的任务 纳米级电子设备对于信息和能源技术的创新至关重要。了解纳米级的电子和热特性有助于探索微电子微型化的极限,或优化热电设备以利用废热产生电能。使用最新的扫描探针技术,您将研究纳米级微电子和热电设备中电和热行为的相互作用。研究结果将用于得出有关下一代设备的材料和工艺参数选择的结论。您将与我们来自比利时和波兰的国际合作伙伴以及科隆的德国航空航天中心合作,计划并开展这些实验。 您的个人资料: • 完成纳米工程/纳米科学、电气和电子学的大学学习
在 WAAM 等 DED 工艺中,计算机辅助制造 (CAM) 系统用于使用计算机辅助设计 (CAD) 数据生成沉积路径。用于加工工艺的通用 CAM 系统输出加工后的三维 (3D) 形状。用于 AM 工艺的商用 CAM 系统也可以在构建过程之后绘制 3D 形状;但是,用户必须手动输入焊珠几何形状,并且估计精度不够高,因为焊珠几何形状取决于各种因素,例如工艺参数、目标形状和位置。在给定上下文中,目标形状是指目标形状是否悬垂的情况(Abe 和 Sasahara,2015 年;Sasahara 等,2009 年),位置对应于熔池在
增材制造 (AM) 仍是一项相对较新的技术。与从毛坯中去除材料的传统加工不同,AM 用于从空工作空间开始将原料逐层熔合成复杂形状。AM 能够制造复杂的零件几何形状和零件变体,而几乎无需额外制造成本。以前不可能制造的几何形状现在可以作为设计选项使用,例如弯曲的内部通道、复杂的晶格结构和设计的表面孔隙率 - 所有这些都可以重复生产。电子束粉末床熔合 (PBF-EB) 是一种 AM 方法,其中使用电子束将细颗粒粉末加工成零件。自诞生以来,PBF-EB 一直受到可供加工的材料数量的限制。本论文的目的是探索使用 PBF-EB 加工不锈钢的可能性。这项工作的重点是开发高效加工参数,目的是获得高密度成品材料,并了解工艺参数与零件由此产生的微观结构和其他质量方面之间的关系。两种不锈钢粉末,316LN(奥氏体)和超级双相 2507(奥氏体/铁素体),通过各种工艺参数使用各种熔化策略加工成固体零件。在选择一组以高加工速率生产高质量零件的参数之前,对密度、微观结构特征和机械性能进行评估和评定。这项工作的结论是,不锈钢非常适合 PBF-EB 加工,具有宽广的加工窗口。研究还表明,材料性能受所用加工参数的影响很大。对于超级双相不锈钢 2507,制造的部件需要进行制造后热处理才能达到所需的微观结构、相组成和拉伸性能,而 316LN 则可以在更大程度上直接使用,只要使用适当的制造准备和加工参数即可。
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。
摘要。定向能量沉积增材制造 (DED-AM) 是目前正在探索的主要 AM 技术之一,用于修复航空航天工业中的高价值部件以及大型金属部件的自由成型制造。然而,由于缺乏对底层工艺-结构-性能关系的基本了解,阻碍了 DED-AM 用于生产或修复安全关键部件。本研究使用原位和操作同步加速器 X 射线成像来提供对激光-物质相互作用及其对熔池几何形状影响的更好基本理解。结合过程建模,这些独特的观察说明了工艺参数如何影响 DED-AM 熔池几何形状。校准后的模拟可用于指导工业增材制造工艺的微观结构和质量控制。
近年来,人们广泛讨论了从设计和生产率角度来看 AM 工艺的无数优势和挑战,但最近许多研究指出,从材料角度来看,这些创新的加工技术也带来了许多优势和挑战 [3]。事实上,从材料的角度来看,要解决的主要问题与 AM 零件的性能研究以及市场上可加工材料的数量有限有关。基于这些考虑,许多大学、研究中心和行业开始研究原料特性、AM 工艺参数和材料特性之间的相关性,并寻求扩大可用于 AM 工艺的材料组合 [3]。因此,我们推出了本期特刊,总结了这些主题的最新研究活动。以下按材料类别介绍了 AM 材料开发的主要最新进展。
人工智能是计算机科学的一个领域,它使机器能够有效运行。人工智能在制药技术中的应用已经扩大,通过处理复杂的数据处理任务,提高了工作流程效率,降低了运营费用,并提高了安全性、精确度和生产力。除了帮助我们更好地理解不同配方和工艺参数之间的关系外,它还可能有助于节省时间和金钱。人工智能 (AI) 的研究数量激增,人们发现人工智能技术能够分析和解释一些关键的药学领域,例如剂型设计、医院药房和药物发现。人工智能在医疗保健领域取得了显著进展,在数据和信息的存储和组织方面做出了巨大贡献。
表格列表 表格 页码 表 2.1. 根据 Sandvik 数据表的粉末化学成分…………………………………………………………………………………….. 22 表 2.2. 本研究使用的优化 LDED 工艺参数……………………………….. 23 表 2.3. 316LY 原料粉末的物理性质……………………………………..25 表 2.4. 打印状态和热稳定性测试的 316LY ODS 中富集的氧化物纳米颗粒的 EDS 化学分析…………………………………………………………31 表 2.5. 打印状态的 LDED 316LY ODS 中的晶粒尺寸与在 1000 ℃ 下 100 小时后的晶粒尺寸比较……………………………………………………………….33 表 2.6. 采用不同生产工艺生产的样品的机械性能比较…………………………………………………..34 表 2.7.对打印和热老化后的 LDED 316LY 700W 凹坑进行 EDS 点分析化学分析 ………………………………………………… 37