对电子束粉末床熔合 (PBF-EB) 和激光粉末床熔合 (PBF-LB) Inconel 718 的疲劳裂纹扩展行为进行了比较研究。PBF-EB Inconel 718 的裂纹遵循穿晶路径,扩展速度更快,而 PBF-LB 的裂纹遵循沿晶和穿晶路径的组合,其扩展速度较慢,与锻造对应物相当。PBF-EB Inconel 718 中的主疲劳裂纹在微观尺度上呈现锯齿状路径,由于加工硬化率非常低,裂纹表面附近有密集的滑移痕迹。基于裂纹尖端场的数字图像相关 (DIC) 分析,可以使用应变能密度标准成功预测 PBF-EB Inconel 718 中的疲劳裂纹锯齿路径,该标准规定裂纹扩展遵循从裂纹尖端到弹塑性边界的最小距离方向。对于 PBF-LB Inconel 718,主要的疲劳裂纹在低 Δ K 时是直的,但在中和高 Δ K 范围内发生严重偏转。初始晶间裂纹和主裂纹路径偏转之间存在明显的相关性。这表明,一旦裂纹尖端周围塑性区的累积损伤达到临界值,晶间裂纹就会形成疲劳裂纹的新前沿,导致主裂纹路径偏转。基于DIC的裂纹尖端场分析得出的弹塑性断裂力学参数rp和ΔCTOD可以定性预测PBF-LB Inconel 718的较低裂纹扩展速率。
模块化设计概念有效地利用了高温镍合金,为印刷电路热交换器 (PCHE) 提供了一种替代方案,并有可能降低成本。通过利用 AM 技术的快速发展并结合定向能量沉积 (DED) 和激光能量床熔合 (L-PBF),模块化设计可以显著降低高温热交换器的制造成本,例如 sCO2 布雷顿循环中的高温回热器 (HTR),使 CSP 工厂能够在 2030 年前实现 0.05 美元/千瓦时的 LCOE 目标。
从 Purple Analog No. 中回收的原始故障主继电器开关1,作者 Frank Rowlett。在第一次解密尝试期间检查电源电路时,Leo Rosen 发现主继电器触点已熔合在一起。Frank Rowett 找到了另一个继电器,Rosen 做了一些快速数学计算,并决定在安装之前将电容器连接到替换继电器的触点上。新继电器安装到位后,机器一直运行良好,直到战争结束。
将高超音速技术扩展到大批量生产对美国国防部 (DoD) 提出了重大挑战。高超音速系统非常复杂,由最先进的材料组成,并且依赖于错综复杂的供应链。为了保持和扩大美国相对于外国对手的技术优势,必须采用突破性的制造解决方案来缓解这些问题。金属增材制造 (AM),特别是激光粉末床熔合 (LPBF),提供了一种变革性方法来应对这些挑战,它可最大限度地降低成本和交货时间、降低复杂性、利用先进材料并简化供应链。
应使裂纹尖端在其前端的最大可能长度上位于登记册规定的焊接接头区域内(焊缝中心、与熔合线相邻的金属等)。焊接程序的技术参数和边缘准备类型应符合要测试的焊接接头类型。在标记和切割缺口之前,必须进行蚀刻和研究金属内部结构。应通过大量试验样本(每个试验温度最多 8-10 个)以及在试验后拒绝裂纹扩展超出研究区域范围的样本来确保获得的结果的准确性。
摘要:增材制造 (AM) 工艺使其能够广泛应用在从航空航天到艺术、设计和建筑等各个领域。零件质量和性能是 AM 工艺执行过程中的主要关注点,考虑到工艺参数、材料、环境、测量和操作员培训等多种影响因素,可以保证实现足够的特性。研究不仅有影响的 AM 工艺变量的影响,而且研究它们的相互作用和耦合影响对于需要付出巨大努力的工艺优化至关重要。因此,数值模拟可以成为一种有效的工具,有助于评估 AM 工艺原理。选择性激光熔化 (SLM) 是一种广泛的粉末床熔合 (PBF) AM 工艺,由于其优越的优势,例如能够打印复杂且高度定制的组件,因此越来越受到工业和学术界的关注。温度分布和熔池动力学对于在 SLM 过程中很好地模拟和关联零件质量(表面光洁度、诱导残余应力和微观结构演变)至关重要。本综述总结了 SLM 的数值模拟,指出这是一个重要的研究视角,同时也探索了所采用的方法和实践的贡献。本综述旨在概述 AM 工艺,例如挤压、光聚合、材料喷射、层压物体制造和粉末床熔合。特别是针对讨论对 SLM 进行的数值模拟,以说明现有非专有方法的统一图景,以预测传热、熔池行为、微观结构和残余应力分析。
许多增材制造 (AM) 技术都依赖于粉末原料,这些原料通过熔化或化学结合随后烧结形成最终部件。在这两种情况下,工艺稳定性和最终部件质量都取决于粉末颗粒和流体相(即熔融金属或液体粘合剂)之间的动态相互作用。本研究提出了一种通用的计算建模框架,用于模拟涉及热毛细管流动和可逆相变的耦合微流体-粉末动力学问题。具体而言,液相和气相与由基材和移动粉末颗粒组成的固相相互作用,同时考虑温度相关的表面张力和润湿效应。在激光-金属相互作用的情况下,快速蒸发的影响通过额外的机械和热界面通量来整合。所有相域都使用光滑粒子流体动力学进行空间离散化。该方法的拉格朗日性质在动态变化的界面拓扑背景下是有益的。在制定相变时要特别小心,这对于计算方案的稳健性至关重要。虽然底层模型方程具有非常通用的性质,但所提出的框架特别适用于各种 AM 过程的中尺度建模。为此,通过几个应用驱动的示例证明了计算建模框架的通用性和稳健性,这些示例代表了特定的 AM 过程,即粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合。除其他外,它还展示了粘合剂喷射中液滴的动态影响或粉末床熔合中蒸发引起的反冲压力如何导致粉末运动、粉末堆积结构的扭曲和粉末颗粒的喷射。
摘要:本文强调了增材制造技术在过去几年中在汽车零部件生产中的重要性。它指出了这些生产技术已应用的行业和科学领域。主要的制造方法基于所用材料(包括金属和非金属)进行介绍。作者主要关注采用金属及其合金的增材制造技术。在此背景下,他们将这些方法分为三大类:L-PBF(激光粉末床熔合)、薄板层压和DED(定向能量沉积)技术。在本文的后续工作阶段,提到了使用金属增材制造(MAM)方法生产的汽车部件的具体示例。
SAE AMS-AM(增材制造)是 SAE 航空材料系统组的一个技术委员会,负责制定和维护航空材料和工艺规范以及其他 SAE 增材制造技术报告,包括前体材料、增材工艺、系统要求和后构建材料、预处理和后处理、无损检测和质量保证。他们专注于关键的增材制造工艺,例如激光和电子束粉末床熔合,但也扩展到更大的构建范围工艺,例如等离子、激光和电子束直接能量沉积。其他相关的增材制造工艺包括用于聚合物的熔融长丝制造和用于金属和非金属应用的粘合剂喷射。