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用定向能量沉积的制造中金属组件的自动修复过程越来越重要。在这方面,定向能量沉积(DED)是一种有前途的金属添加剂制造技术,用于翻新组件。但是,实际实施和每天利用这种过程来维修目的,这引入了很高的复杂性。维修过程是劳动和时间密集的,因此限制了它们在行业中的采用。这项工作通过利用基于AI的方法和进一步的算法来克服当前局限性来证明修复过程的自动化。提议的工作流程涵盖了修复过程,从被计算机内部集成的3D扫描仪的反向工程开始,直到材料添加到DED,以实现更有利可图的解决方案和朝着循环经济发展的一步。
摘要:定向能量沉积 (DED) 是增材制造 (AM) 的一个重要分支,可用于修复、熔覆和加工多材料部件。316L 奥氏体不锈钢广泛用于食品、航空航天、汽车、船舶、能源、生物医学和核反应堆行业等领域。尽管如此,仍需要优化工艺参数,并全面了解工艺参数对沉积材料或部件的几何形状、微观结构和性能的单独和复杂协同作用。这对于确保在单个或一系列平台上随时间重复制造零件,或最大限度地减少孔隙率等缺陷至关重要。在本研究中,采用响应曲面法 (RSM) 和中心复合设计 (CCD) 研究激光功率、激光扫描速度和粉末质量流量对激光工程净成形 (LENS ®) DED 加工的 316L 钢的层厚度、密度、微观结构和显微硬度的影响。开发了与应用的加工参数和研究的响应相关的多项式经验预测模型。
摘要:本文评估了通过直接能量沉积 (DED) 粉末涂层翻新磨损的制动盘。使用中碳钢粉末涂覆铸铁盘。该钢的沉积直接在盘表面进行,或者在先前沉积不锈钢缓冲层之后进行。可以看出,尽管在盘与两种不同涂层(缓冲层和外层)之间的界面处形成了铸造微结构,但使用缓冲层可确保良好的涂层附着力。将涂层盘与两种不同的无铜商用摩擦材料进行测试,以评估其摩擦学性能。两种摩擦材料在涂层盘上滑动时测量到的摩擦系数、比磨损率和总排放量非常相似。这些摩擦学数据略高于未涂层盘获得的数据,这表明需要改进顶层涂层成分和表面处理才能获得更好的性能。
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1 缩写:AM:增材制造;MPD:熔池深度;DED:定向能量沉积;ANN:人工神经网络;VED:体积能量密度;PID:比例-积分-微分。
在这项研究中,不锈钢316L和Inconel 625合金粉是通过使用定向的能量沉积过程加上制造的。对粘合不锈钢316L/Inconel 625样品的硬度和微观结构的热处理效应。微观结构表明,除了几个小裂缝外,不锈钢316L和Inconel 625之间没有次要相和界面区域附近的大夹杂物。TEM和Vickers硬度的结果表明,界面区域的厚度几十微米。有趣的是,随着热处理温度的升高,不锈钢区域的裂纹不会改变形态,而不锈钢316L的硬度值和Inconel 625的硬度值也下降。这些结果可用于使用定向能量沉积的不锈钢316L材料的表面处理管道和阀门,并通过表面处理材料进行表面处理。关键字:定向能量沉积,界面,物理特性,热处理
摘要:这项研究的目的是通过激光指导的能量沉积(LDED)技术评估CP-TI的生存能力,作为通过评估微结构,机械和电化学性质的评估,作为牙齿假体的材料。此外,还将LDED产生的材料与牙科修复行业铣削的同一合金进行了比较。获得的结果表明,根据ISO 22674和ISO 10271牙科标准,两种材料在生物医学应用中具有良好的总体性能。两种材料都具有高腐蚀性,这是该合金的典型特征。但是,通过LDED获得的商业纯钛4级比铣削技术产生的机械性能更高:最终拉伸强度的7%增加,裂缝后伸长率的增量为12.9%,韧性增加了30%。这种改进的机械性能可以归因于LDED过程固有的微结构修改。
研究了通过定向能量沉积获得的打印 316L 不锈钢薄壁结构的机械性能。对从增材制造的方形管中获得的小样品进行现场拉伸和断裂试验,并以相对于部件构建方向的三个不同方向提取。尽管该工艺产生了强取向的微观结构,但与文献中常见的厚样品或抛光样品相比,打印样品表现出降低的各向异性。此外,使用一个简单的模型表明,通过仅考虑材料厚度变化模式(由层堆叠过程引起)可以解释降低的各向异性。使用经过调整的数字图像相关程序分析断裂试验,该程序根据实验计算的 J 积分评估样品的断裂韧性。使用时间反转,可以识别靠近裂纹路径区域的应变场。然后根据拉伸试验中确定的本构行为计算应力场。提出了一种正则化程序来强制应力平衡。最后,使用各种积分轮廓计算 J 积分,以验证其路径独立性。在此基础上,确定了近乎各向同性的断裂韧性。额外的扫描电子显微镜观察表明,断裂表面特征与样品方向无关。这种明显的各向同性可以通过驱动裂纹萌生和扩展的未熔合缺陷的各向同性分布来解释。
恒定的材料沉积、热管理和填充模式的选择对该过程至关重要。[6] 对于大面积必须用材料填充的块状部件,重复的热循环会显著影响材料的微观结构特性。文献中介绍了几种 DED 加工方法。Ding 等人 [7] 提出了一种混合轮廓/之字形路径规划方法,并评估了单层电弧增材制造中产生的表面粗糙度。Foroozmehr 和 Kovacevic [8] 表明,从之字形图案到螺旋形的不同路径规划策略会导致不同的温度流和残余应力。Dwivedi 和 Kovacevic [9] 证明路径规划会影响打印部件的近净成形质量,从而影响该工艺在后处理工作量方面的经济可行性。Eisenbarth 等人 [10] [10] 研究了构建策略和后处理铣削对最终形状精度的影响。Heigel 等人 [11]