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World File Search System激光熔覆
使用金属沉积进行增材层制造 - SAM
在金属增材制造技术中，涉及金属沉积的技术，包括激光熔覆/直接能量沉积（DED，带粉末送料）或线材和电弧增材制造（WAAM，带线材送料），具有几个吸引人的特点。例如，可以提到高质量效率（LMD 为 50-80%，WAAM 为 100%）、大构建速率（超过 100 cm 3 / h）、具有有限孔隙度的良好微观结构以及构建梯度或多材料的能力。尽管相应的工艺已经开发了相当长一段时间，但对各种主题的研究工作仍然有很大的需求，例如新型或梯度材料的沉积、后处理和沉积材料的磨损行为。当前的特刊包括六篇文章，旨在介绍针对所有这些方面的最新原创研究，重点关注涂层而不是 3D 结构。
通过定向能量沉积制造的耐磨性提高的功能梯度材料
摘要 保护部件免受磨损和腐蚀是延长其使用寿命的常用方法。这可以通过在部件上涂覆硬面材料来实现。常见的涂层由碳化钨或钴铬合金（也称为司太立合金）等材料组成。硬面材料可以通过等离子焊接或激光熔覆等焊接方法沉积。基材到硬面层的离散变化会导致裂纹和碎裂。研究表明，当使用功能梯度材料在基材和硬面之间建立平滑过渡时，开裂风险会降低。文献中已经知道从奥氏体钢到钴铬合金的等级。然而，没有关于奥氏体-铁素体双相钢作为基材的知识。因此，本研究旨在证明采用新方法从双相钢到钴铬合金的功能梯度材料的可行性。通过使用基于粉末的定向能量沉积，可以增材制造具有平滑材料过渡的梯度材料。通过金相学检查开裂和孔隙率。使用显微硬度测量以及能量色散X射线光谱和X射线荧光分析化学成分来验证构建策略。
光学与激光技术
在高功率激光材料加工技术中，例如激光焊接、激光熔覆或激光表面处理，调整激光束的空间强度分布（俗称光束整形）可用于优化加工结果，包括加工质量和/或生产率。为了实现动态光束整形（即在加工过程中调整强度分布），光学装置中需要动态光学元件。目前，适合整形单个高功率激光束的动态光学装置是振镜扫描仪和可变形镜。然而，缺乏对这些光束整形装置的光束整形能力（例如分辨率和整形性能）的客观比较。本文提出了一种新颖的数学框架来分析和比较这两种光束整形概念。该框架用于量化光束整形能力，作为相关激光设置参数的函数。接下来，使用该数学框架，模拟振镜扫描仪和可变形镜在瞄准分裂激光束、创建马蹄形强度分布和创建方形均匀分布时的性能。结果表明，实际上，这两种设备都能够在焦平面上创建这三种所需的激光强度分布，与所需的光束形状相比，平均误差也较小。然而，误差分布显示出差异，这是每个单独的光束整形设备的物理限制所特有的。
激光增材制造实现新材料概念
14.1 – 简介 在增材制造工艺中，使用化学或物理过程将液体、粉末、线材或箔片逐层堆积起来，形成部件。直接能量沉积 (DED) 或粉末床熔合 (PBF) 可用作增材制造工艺，其中使用金属粉末或线材在现有部件的基材或自由曲面上打印致密的金属层 [1]。金属粉末（纯元素、元素混合物、母合金）或金属线材高速熔化，并瞬间逐层沉积在相应的金属基材上。在所谓的激光熔覆 [2] 中，该技术通常用于涂覆涂层或工具维修。与减材工艺相比，增材工艺节省时间和资源，因为材料只在需要的地方添加。通常使用成熟的钢、镍基合金或钛合金。但是，也可以通过粉末混合物的原位合金化获得全新的材料，或者通过在堆积过程中改变粉末混合物的成分来创建材料梯度 [3]。高熵合金 (HEA) 代表了未来应用的一个新研究领域。它们由大量元素形成，所有元素都以类似的高浓度存在，例如由锆、铌、铪、钽或钨组成的合金 [4]。形成的合金通常可以是单相或多相混合晶体。HEA 通常可以结合高强度和非常好的延展性。原位合金化为未来生产具有出色高温机械性能的新型金属部件提供了快速材料筛选的独特可能性。长期以来，由于耐火合金的熔点高，其制造仅限于真空电弧重熔。使用基于激光的方法，这些金属被聚焦的激光束局部熔化并沉积在增材制造中。除了材料开发之外，增材制造还为组件设计提供了极大的设计自由度，例如，可用于开发基于仿生原理的负载优化设计 [5]。为了增加增材制造的多功能性，可以使用激光后处理来修改采用该技术生产的零件的表面[6-9]。市面上有不同类型的激光源，这确保了它们适用于广泛的应用，连续波 (cw) 激光器通常用于降低表面粗糙度，而脉冲激光器则用于修改表面功能并提高几何精度。即使有可能取代增材制造工艺链中的某些步骤，当最终制造的组件的局部区域需要特定特性时，采用激光后处理作为附加步骤也被证明是有益的。