制造应变和随后的残余应力是薄壁结构行为的关键因素,因为它们会引起屈曲、翘曲和失效。本文通过研究使用定向能量沉积的薄壁结构的增材制造,提出了对这些特征进行实验和数值分析的综合方法。使用红外和光学摄像机在整个部件和整个过程中识别制造过程中的温度和平面位移场的现场测量值。与大多数现有方法不同,本文的创新之处在于无需停止制造即可确定位移场,这大大简化了对过程的监控。此外,还开发了该过程的数值建模来研究残余应力的形成。所提出方法的创新之处在于通过将热问题和机械问题解耦,实现了相当短的计算时间,这对于参数研究来说很有趣。结果是相关的,因为计算出的温度和位移场与现场测量值非常吻合。补充屈曲分析还表明,该模型能够预测何时由于过度偏离计划挠度而必须停止制造。因此,所提出的模型可用作选择给定部件的合适工艺参数的工具。
Francesco Careri、Stano Imbrogno、Domenico Umbrello、Moataz M. Attallah、José Outeiro 等人。加工和热处理作为使用直接能量沉积制造的镍基高温合金结构的后处理策略。《制造工艺杂志》,2021 年,第 61 期,第 236-244 页。�10.1016/j.jmapro.2020.11.024�。�hal-03229886�
金属增材制造(MAM)技术在制造与再制造行业中得到广泛应用,微观组织模拟逐渐凸显其重要性。传统的凝固微观组织模拟方法在MAM应用中都有其优缺点。本文建立了一种确定性凝固微观组织模型,即“侵入模型”,以避免传统方法的本质缺陷。该模型不模拟各个柱状晶粒的生长动力学或推导变量的场形式,而是关注相邻双晶之间的相互作用。在双晶系统中,晶界从热梯度方向的倾斜被理解为一个晶粒向另一个晶粒的瞬时侵入行为,而MAM形成过程中的竞争性晶粒生长行为则是双晶系统中所有侵入行为的总结。为了填补快速凝固理论的空白,利用人工神经网络(ANN)建立了快速定向凝固条件下各向异性生长效应的数据库。以采用线材送料定向能量沉积 (DED) 制备的具有完整树枝状柱状晶粒 (原始 β 晶粒) 的 Ti6Al4V 薄壁样品为基准,测试了新模拟模型的有效性。沿堆积方向重构的原始 β 晶粒的晶粒几何结构与模拟结果具有很好的一致性。在满足应用范围的情况下,该模型还可以应用于 MAM 的其他情况或与各种模型结合,以实现实时凝固晶体学特征预测。关键词:增材制造;微观结构;建模;凝固
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我们研究了通过定向能量沉积 (DED) 获得的 Fe-Fe 2 Ti 共晶微观结构,其过共晶成分为 Fe-17.6 at.% Ti。实现了低至 200 nm 的超细层状间距,这种特性只能通过吸铸等方法在薄样品中获得。然而,在层间边界 (ILB) 处观察到主要 Fe 2 Ti 相的球状形态,并带有 Fe 相的晕圈。因此,对于给定的 DED 条件,晶体结构在 ILB 上是不连续的。二维和三维分析方法都用于量化微观结构,包括高分辨率同步全息 X 射线计算机断层扫描 (HXCT)。通过相场建模,针对选定的成核场景和从共晶到过共晶的合金成分,探索了共晶系统在定性对应于激光增材制造条件下的一般行为。虽然模拟提供了有关微观结构形成的宝贵见解,但模拟指出,我们需要进一步加深对增材制造条件下熔化的理解,以便实施合适的成核和/或自由生长模型。模拟还表明,使用精确的共晶合金成分可以防止球状 ILB。
金属零件的定向能量沉积(DED)添加剂制造过程越来越流行,并且由于它们制造大尺寸的一部分的潜力而被广泛接受。由于过程物理学而获得的复杂热循环导致残留应力和失真的积累。但是,为了准确地对大零件的金属沉积传热进行建模,数值模型会导致不切实际的计算时间。在这项工作中,开发了具有安静/主动元件激活的3D瞬时元素模型,用于建模金属沉积传热过程。为了准确地模拟移动热源,戈德克的双椭圆形模型的实现是用足够小的模拟时间增量来实现的,从而使激光在每个增量过程中移动其半径的距离。考虑使用不同工艺参数制造的不锈钢316L的薄壁壁,用COMSOL 5.6多物理软件获得的数值结果通过在制造20层的底物上记录的实验温度数据成功验证。为了减少计算时间,实现了整个路径上的热源的拉长椭圆形热输入模型。已经发现,通过采取如此大的时间增量,数值模型会产生不准确的结果。因此,该轨道分为几个子轨道,每个子轨道都以一个模拟增量应用。另外,引入了校正因子,该校正因子进一步减少了伸长热源的计算误差。在这项工作中,进行了调查,以发现正确的模拟时间增量或子轨道大小,从而导致计算时间减少(5 - 10次),但仍会产生非常准确的结果(低于温度相对误差的10%)。最后,在发现正确的时间增量大小和校正因子值以减少计算时间产生准确结果的情况下,还建立了新的相关性。
摘要 钛合金定向能量沉积 (DED) 因其在自由成型和再制造方面的灵活性而成为一种快速发展的技术。然而,沉积过程中凝固微观组织的不确定性限制了其发展。本文提出了一种人工神经网络 (ANN) 来研究晶界倾斜角与三个致病因素(即热梯度、晶体取向和马兰戈尼效应)之间的关系。在田口实验设计下进行了一系列线材 DED、光学显微镜 (OM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 实验,以收集 ANN 的训练和测试数据。与传统的微观结构模拟方法相比,本文开发的策略和 ANN 模型被证明是一种描述 DED 制备 Ti6Al4V 中竞争性晶粒生长行为的有效方法。它们可用于实现定量微观结构模拟,并扩展到其他多晶材料凝固过程。
实现遵守NIS2指令是其范围内组织的优先事项。此过程需要对网络安全度量和实施方法进行彻底了解。为了支持您的努力,我们已经开发了一种易于使用的映射工具,该工具将NIS2要求与ISO/IEC 27001:2022 Standard连接起来。
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。
1. Yu, JH, Choi, YS, Shim, DS 和 Park, SH, Optics & Laser Technology, 2018, 106, pp.87-93. 2. Kanishka, K. 和 Acherjee, B., Journal of Manufacturing Processes, 2023, 89, pp.220-283.