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工艺参数变化对激光定向能量沉积吹粉法 Inconel 718 薄壁微观结构的影响
在 Inconel 718 的激光定向能量沉积 (L-DED) 中，所制造部件的微观结构在很大程度上取决于所应用的工艺参数和由此产生的凝固条件。大量研究表明，工艺参数沉积速度和激光功率对微观结构特性（如枝晶形态和偏析行为）有重大影响。本研究调查了当线质量（从而导致的层高）保持不变时，这些工艺参数的变化如何影响微观结构和硬度。这使得能够对使用相同层数但工艺参数截然不同制造的几何相似样品进行微观结构比较。这种方法的好处是，所有样品的几何边界条件几乎相同，例如特定于层的构建高度和导热横截面。对于微观结构分析，应用了扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱，并以定量方式评估结果。沿堆积方向测量了微观结构特征，包括一次枝晶臂间距、沉淀 Laves 相的分数和形态以及空间分辨的化学成分。使用半经验模型，根据一次枝晶臂间距计算发生的冷却速率。应用了其他研究人员使用的三种不同模型，并评估了它们对 L-DED 的适用性。最后，进行了显微硬度测量，以对材料机械性能的影响进行基线评估。
激光直接金属沉积成形薄壁件温度控制策略研究
参数 值与单位 输出功率 (P) 390 W 送粉速率 ( VF ) 174 mg/s 扫描速度 ( VS ) 5.0 mm/s 激光光束直径 ( d ) 1.0 mm Z 轴增量 ( Z ) 0.29 mm 层数 ( N ) 20 激光吸收率 0.4
薄壁产品激光定向能增材制造中基体结构对残余应力影响的数值研究
摘要：提出一种基于制造约束和基体设计的激光定向能量沉积增材制造（DED AM）产品残余应力控制新方法。残余应力的模拟结果与实验测量数据进行了验证。结果表明，减弱基体上的约束可以大大降低激光DED AM产品中的残余应力。此外，通过在基体上设计局部减薄区域，如长条形孔或支撑腿，可以进一步降低DED AM产品的残余应力。在本研究中，当基体上设计长条形孔时，拉残余应力降低了28％。当设计结构改为支撑腿时，残余应力更小。拉残余应力降低了30％以上。支撑腿越少，残余应力越小。DED AM产品的残余应力可以通过设计得到很好的控制，同时可以通过减少约束来削弱刚度。
Ti-6Al-4V多层薄壁激光直接沉积过程中应力场的时空演化
摘要：本研究旨在通过理论和实验研究来扩展对 3.2 mm 厚 Ti-6Al-4V 合金多层壁直接激光沉积 (DLD) 过程中应力场演变的理解水平。工艺条件接近于通过 DLD 方法生产大尺寸结构的条件，因此样品具有相同的热历史。开发了一种基于隐式有限元法的模拟程序，用于应力场演变的理论研究。通过使用实验获得的 DLD 处理的 Ti-6Al-4V 合金的温度相关力学性能，模拟的准确性显著提高。通过中子衍射实验测量了堆积中的残余应力场。使用平面应力方法和力-动量平衡确定了对测量应力具有决定性的无应力晶格参数。分析讨论了残余应力场不均匀性对实验测量精度和模拟过程有效性的影响。基于数值结果发现，全厚度应力分布的不均匀性在中心横截面达到最大值，而在堆积端部，应力分布几乎均匀。靠近基体的堆积端部主应力分量为拉应力。此外，计算出的等效塑性应变在堆积端部附近达到5.9%，此处沉积层已完成，而塑性应变实际上等于实验测量的DLD加工合金的延展性，即6.2%。通过力-动量平衡和平面应力方法获得的实验测得的残余应力略有不同。
热管理方法对ER 5356薄壁结构的几何和生产率的影响5356由电线 +弧添加剂制造
急性髓样白血病（AML）是一种克隆疾病，是由造血祖细胞中获得的体细胞突变引起的，导致分化失调和造血细胞的增殖[1，2]。积累的证据表明，许多基因组改变，例如染色体重排。基因扩增，缺失和突变对于AML分类至关重要[1-6]。此外，遗传病变的鉴定在AML患者的预后和治疗中起着越来越多的作用[1-4]。下一代测序（NGS）以及全基因组示例（WGS）最近已纳入临床实践，从而使AML患者的风险分层更好。实际上，NGS方法的常规使用已使超过90％的AML患者中一个或多个体细胞突变的鉴定[1-9]。最常见的突变基因包括NPM1，FLT3，DNMT3A，IDH1，IDH2，TET2，RUNX1，TP53，WT1，NRAS，NRAS和CEBPα。然而，在正常的核型AML中，遗传突变的预后预测性显性更为重要[4，10，11]。这些畸变可能有助于确定克隆优势的AML途径和可以帮助血液学家靶向精确医学疗法的转变[7-9]。在过去的几年中，人们对触发AML发展的分子像差以及新型分子生物学技术的使用增加了越来越多的了解，从而促进了针对驱动器基因突变的研究药物的发展[7-9]。基于这种考虑，可以考虑到识别“可药物”突变为使用新型靶向疗法铺平了道路[12]。本期癌症的特刊侧重于用于管理AML的新型诊断和治疗工具，其主要目的是提高我们在AML [10-17]领域的知识。二十年前，发现伊马替尼用于治疗慢性髓样白血病及其出色的活性，这对AML的有针对性疗法产生了类似的好处。在过去的几年中，已经提出了一些血液学恶性肿瘤在内的精确药物，包括急性白血病，在AML中已经确定了100多种不同的靶标，使其成为实验性临床研究的最佳候选者[18-22]。靶向FMS，例如酪氨酸激酶-3（FLT-3），已成为临床可作用突变的第一个例子，使其成为血液学家以及制药和生物技术公司开发新型药物的吸引力[23]。在过去的几年中，在临床试验中已经开发并测试了大量FLT-3靶向药物[24，25]。使用FLT-3靶向化合物的主要考虑因素与以下观点有关，即FLT3基因的内部串联复制（FLT3- ITD-MUT）表征了AML案例的显着数量（25-30％），并且代表了较差的预测因子，而较差的预测因素与增加的风险相关。在批准试验中，将中端龙添加到daunorubucine-和Celtarabine-基于基于daunorubucine的诱导疗法（所谓的“ 3 + 7”方案），从而显着改善了
薄壁产品增材制造过程中非稳态热传导问题的解析解
摘要：本研究致力于开发一种模型，用于计算各种配置的薄壁直接沉积过程中产生的瞬态准周期温度场。该模型允许随时计算直接沉积过程中壁内的温度场、热循环、温度梯度和冷却速率。沉积壁内的温度场是根据移动热源非稳态热传导方程的解析解确定的，同时考虑到向环境的热传递。根据热源作用在每个过程中产生的瞬态温度场的叠加原理，计算热积累和温度变化。所提出的温度场计算方法可以令人满意地准确描述壁内的传热过程和热积累。通过与实验热电偶数据的比较证实了这一点。它考虑了壁和基板的尺寸、层与层之间的功率变化、各道次之间的暂停时间以及热源轨迹。此外，该计算方法易于适应同时采用激光和电弧热源的各种增材制造工艺。
微激光金属丝沉积薄壁镍钛合金的马氏体相变、微观结构和功能行为
近等原子NiTi相的Ni含量在稳定的成分范围内[1]。因此，发生MT的温度范围决定了NiTi主要用作致动器或基于形状记忆效应或超弹性的生物医学设备。结合金属AM工艺可获得的复杂几何特征，利用形状记忆效应可以制造4D材料，其中时间维度被添加到材料几何形状中。由于NiTi合金是研究最广泛的SMA之一，因此它们也被探索作为AM材料，主要是通过使用粉末床熔合技术，例如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）和直接能量沉积（DED）[2e4]。这些AM工艺的特点是几何精度高、能够创建内部通道、表面粗糙度合理，以及能够在材料中产生晶格结构[5e7]。然而，与粉末床熔合技术相比，激光金属沉积 (LMD) 等 DED 工艺吸引的研究关注较少 [8,9]。镍钛诺 (镍和钛的合金) 的 AM 在控制构建部件中的最终 Ni 含量方面可能非常关键，特别是由于 Ni 的优先汽化 [10]。这意味着在 AM 过程中可能会发生化学变化，导致原料偏离初始化学成分。AM 工艺过程中的 Ni 损失会导致部件的最终使用问题以及由材料形状记忆行为的局部差异引起的工艺不稳定性。因此，应仔细选择原料材料以潜在地补偿 Ni 的损失。在这方面，通过雾化生产粉末原料对于控制和维持生产批次内和生产批次之间所需的化学成分可能很麻烦。这种变化对 NiTi 合金性能来说可能更为关键，因为它对其化学成分高度敏感。已有研究调查了粉末和线材原料的元素混合，以解决 DED 工艺中化学成分变化的问题 [11, 12]。尽管 NiTi 粉末原料尚未被 AM 最终用户广泛使用，但细 NiTi 线材在市场上广泛可用，并正在开发用于各种应用。商用 NiTi 线材有不同的直径，价格明显低于具有相同化学成分的粉末原料。在使用 NiTi 线材的 DRD 工艺中研究了电弧和等离子等不同热源 [13 e 17]。最近，已证明使用脉冲波 (PW) 激光发射可有效沉积小直径线材，并且与线材直径相比，轨道宽度不会显着增大 [18]。微激光金属丝沉积 (m LMWD) 是一种制造小型 3D 组件或小型半成品零件（例如板、管和环）的好方法，这些零件由镍钛合金制成。与粉末沉积相比，该工艺本质上更安全，原料尺寸与市售 NiTi 丝的直径（0.4 e 0.5 毫米）相当。m LMWD 工艺的可行性已在多种材料中得到证实，例如不锈钢 [18]、AlSi 12 合金 [19] 和以 Dy 为主要合金的 Mg 合金
以相对密度和表面特征为质量约束的 WAAM 工作范围扩展和参数优化：以主动冷却的 Al5Mg 薄壁为例
摘要：通过线材+电弧增材制造 (WAAM) 成功高效地生产具有特定特征的零件，在很大程度上取决于选择正确且通常相互关联的沉积参数。这项任务在制造薄壁时可能特别具有挑战性，因为薄壁可能会受到加工条件和热积累的严重影响。在此背景下，本研究旨在扩大工作范围并优化 WAAM 中的参数条件，以预制件的相对密度和表面方面作为质量约束。实验方法基于通过 CMT 工艺在其标准焊接设置上沉积薄 Al5Mg 壁，并采用主动冷却技术来增强沉积稳健性。通过阿基米德方法估算内部空隙。通过视觉外观评估壁的表面质量，通过横截面分析评估表面波纹度。所有条件均表现出高于 98% 的相对密度。通过在焊枪上添加辅助保护气喷嘴和部件散热强度，将标准焊接硬件升级为 WAAM 用途，大大扩展了工艺工作范围，并通过多目标优化成功证明了其适用性。总之，提出了一种实现预期预制件质量的决策程序。
激光粉末床熔合制造薄壁结构的翘曲分析与控制
摘要：薄壁结构因其在航空航天工程中用作轻型部件而备受关注。通过增材制造 (AM) 制造这些部件通常会产生不希望的翘曲，这是因为制造过程中会产生热应力，并且部件的结构刚度会降低。本研究的目的是分析激光粉末床熔合 (LPBF) 制造的几个薄壁部件的变形。进行实验以研究由 LPBF 制造的薄壁结构在几个开放和封闭形状中对不同设计参数（例如壁厚和部件高度）的翘曲敏感性。使用 3D 扫描仪测量平面外位移方面的残余变形。此外，首先校准内部有限元软件，然后使用它来增强原始设计，以尽量减少 LPBF 打印过程引起的翘曲。结果表明，开放的几何形状比封闭的几何形状更容易翘曲，并且垂直加强筋可以通过增加刚度来减轻部件翘曲。
灵敏度分析在高速钢薄壁的建模中由定向能量沉积产生的
1 Argenco-MSM系，Li University of Li是GE，Quartier Polytech 1，Allé和De ladécourte9，4000 li是比利时GE； ra.tjardin@ulg.ac.be（R.T.J.）; l.duchene@uliege.be（L.D. ）; hstran@uliege.be（H.S.T.） 2机械工程系，弗朗西斯科·萨拉扎尔大学（Francisco Salazar）01145，Temuco 4780000，智利3系A＆MS，Li IS GE，Quartier Polytech 1，Allé和De la de ladé法院9，4000 Li是GE，Belgium; j.tchuindjang@uliege.be（J.T.T。 ）; s.neda.hashemi@gmail.com（N.H.）; Anne.mertens@uliege.be（A.M.）4 Sirris Research Center（Li是GE），Bois St-Jean Rue Bois St-Jean 12，4102 Seraing，Belgium; raoul.carrus@sirris.be Be 5 Fonds de la recherche Scientif.r.s.s.s.-s.-s.-f.n.r.s.，1000 Bussels，Belgium *通信：victor.unninetti@ufrontera.cl（V.T. ）; Anne.habraken@uliege.be（A.M.H. ）;电话 ： + 56-452325984（V.T。 ）; + 32-496607945（A.M.H.））; hstran@uliege.be（H.S.T.） 2机械工程系，弗朗西斯科·萨拉扎尔大学（Francisco Salazar）01145，Temuco 4780000，智利3系A＆MS，Li IS GE，Quartier Polytech 1，Allé和De la de ladé法院9，4000 Li是GE，Belgium; j.tchuindjang@uliege.be（J.T.T。 ）; s.neda.hashemi@gmail.com（N.H.）; Anne.mertens@uliege.be（A.M.）4 Sirris Research Center（Li是GE），Bois St-Jean Rue Bois St-Jean 12，4102 Seraing，Belgium; raoul.carrus@sirris.be Be 5 Fonds de la recherche Scientif.r.s.s.s.-s.-s.-f.n.r.s.，1000 Bussels，Belgium *通信：victor.unninetti@ufrontera.cl（V.T. ）; Anne.habraken@uliege.be（A.M.H. ）;电话 ： + 56-452325984（V.T。 ）; + 32-496607945（A.M.H.）2机械工程系，弗朗西斯科·萨拉扎尔大学（Francisco Salazar）01145，Temuco 4780000，智利3系A＆MS，Li IS GE，Quartier Polytech 1，Allé和De la de ladé法院9，4000 Li是GE，Belgium; j.tchuindjang@uliege.be（J.T.T。）; s.neda.hashemi@gmail.com（N.H.）; Anne.mertens@uliege.be（A.M.）4 Sirris Research Center（Li是GE），Bois St-Jean Rue Bois St-Jean 12，4102 Seraing，Belgium; raoul.carrus@sirris.be Be 5 Fonds de la recherche Scientif.r.s.s.s.-s.-s.-f.n.r.s.，1000 Bussels，Belgium *通信：victor.unninetti@ufrontera.cl（V.T.）; Anne.habraken@uliege.be（A.M.H.）;电话： + 56-452325984（V.T。）; + 32-496607945（A.M.H.）