摘要:激光导向能量沉积(L-DED)的金属添加剂制造(AM)通常会导致沿构建方向形成纹理柱状晶粒,从而导致各向异性机械性能。这可能会对产品的预期应用产生负面影响。各向异性可以通过在L-DED过程中通过对超声(US辅助)的额外暴露来修改材料来消除各向异性。在本文中,由AISI H13(TLS Technik,Bitterfeld-Wolfen,Germany)工具钢制造了多轨样品,该工具是使用特殊设计的冷却系统的US辅助(28 kHz)L-DED工艺制造的。该研究还包括后处理后的退火和淬火,并通过对修饰钢进行回火热处理,从而导致性质保留,这是由硬度测量结果证实的。XRD分析用于测量晶胞的结构参数,并在两个方向上测量硬度特性:纵向和平行于沉积方向。发现,美国辅助L-DED使我们能够在两个印刷方向上获得具有相等大小的相干散射区域大小的各向同性结构,并减少材料中的残留应力。硬度的各向异性显着降低,在XY和XZ平面之间发现了636和640 HV。基于获得的硬度数据,应注意的是,此处研究的某些热处理也可能导致该性质各向异性的降低,类似于美国辅助效应。
摘要:磨损驱动的工具故障是行业中的主要障碍之一。可以通过陶瓷增强金属基质复合材料的表面涂层来解决此问题。但是,最大陶瓷含量受破解的限制。在这项工作中,研究了功能分级的WC-陶瓷颗粒增强的星状6涂层的摩擦学行为。到此为止,研究了在室温和400°C下的耐磨性。此外,摩擦学分析得到了裂纹敏感性和硬度评估的支持,这对于使用陶瓷粒子增强的复合材料的处理至关重要。结果表明,可以使用功能分级的材料来增加最大可允许的WC含量,从而改善摩擦学行为,最著名的是在高温下。此外,在高温磨损测试中观察到了从磨料到氧化磨损的转变。关键字:摩擦,涂料,金属基质复合材料,功能分级的材料,高温,激光定向的能量沉积
摘要:本研究调查了原料丝(此处称为热丝)的电阻预热对双相不锈钢激光定向能量沉积稳定性的影响。沉积过程中在线获取的数据以及金相研究揭示了工艺特性及其稳定性窗口。在线数据(例如预热电路中的电信号和从工艺交互区侧视捕获的图像)提供了有关熔融丝和熔池之间金属转移的见解。结果表明,工艺特性(如激光丝和丝熔池相互作用)随丝预热水平而变化。此外,应用两个独立的能源(激光束和电能)可以微调热输入并增加穿透深度,而对焊珠的高度和宽度影响很小。这可以提高工艺稳定性并消除未熔合缺陷。在热丝电路中测量的电信号指示工艺稳定性,因此电阻预热可用于工艺监控。结论是电阻预热为控制激光导向能量沉积的稳定性和热输入提供了额外的手段。
摘要 在增材制造 (AM) 中,及早发现和纠正缺陷对于避免构建失败至关重要。在本文中,我们介绍了一种基于多传感器融合的数字孪生,用于机器人激光导向能量沉积过程中的现场质量监控和缺陷校正。多传感器融合源包括声学传感器、红外热像仪、同轴视觉相机和激光线扫描仪。这项工作的主要新颖性和贡献在于开发一种时空数据融合方法,该方法可在零件的 3D 体积内同步和注册多传感器特征。融合的数据集可用于通过机器学习预测特定位置的质量。可以动态识别需要添加或去除材料的区域。生成机器人刀具路径和自动调整的工艺参数以纠正缺陷。与传统的基于单传感器的监测相比,多传感器融合可以更深入地了解底层过程物理,例如孔隙形成和激光-材料相互作用。所提出的方法为更高效率、更少浪费和更清洁生产的自适应 AM 铺平了道路。关键词:增材制造、工业 4.0、多传感器融合、数字孪生、决策联系人:陈乐群 新加坡南洋理工大学 chen1470@e.ntu.edu.sg