金属增材制造技术在核工业领域的应用与发展

增材制造能够制备任意复杂形状的零件,具有快速、高效、经济、全智能化和全柔性化制造的优势.本文总结了国内外典型的金属增材制造技术,介绍了金属增材制造技术在核工业领域的应用,梳理了增材制造核材料产品的性能表现,并以实际案例证明了金属增材制造技术在核工业领域的优势.本文结合革新性反应堆技术在核材料中的应用背景,展望了增材制造...     

金属增材制造的微观组织特征对其抗腐蚀行为影响的研究进展

金属增材制造是增材制造技术中最重要的分支,其成形零件复杂度高,力学性能高于一般铸件,已经被广泛应用于航天航空、医疗、能源等领域。在目前主流金属增材制造过程中,主要使用高能束熔化金属粉体,从而造成极高的材料过冷度,虽然过冷细化晶粒与特殊析出相会提高材料的力学性能,但是学术界与工业界对金属增材制造制件在服役过程中的腐蚀性能仍然存在疑问,亟需关于高能束金属增材制造制件的抗腐蚀性能系统性研究综述。因此,本文就三种常用的金属增材制造技术,对目前金属增材制造工件的腐蚀性能相关研究进展进行总结和归纳,深入研究了打印产品中的残余应力、晶粒尺寸、析出相和各向异性等影响抗腐蚀性能的行为,分析了参数优化及热处理工艺提高材料抗腐蚀性能的机理。最后对金属增材制造的抗腐蚀性能的改善手段进行了展望。      

金属增材制造技术的关键因素及发展方向

金属增材制造技术是一种短流程、近终形的新型材料成形技术.在金属增材制造技术中, 设备是载体, 材料是关键, 工艺是基础, 三者是影响金属增材制造技术发展的关键因素.本文通过对具有代表性的金属增材制造技术的特点进行总结, 分析了设备、材料和工艺之间的关系以及三者在金属增材制造技术中的重要作用; 综述了金属增材制造设备的原料供给系统、成形系统和控制系统的研究现状; 总结了金属增材制造材料中钛合金、镍合金、铝合金和钢铁材料的典型组织特点和力学性能; 论述了金属增材制造工艺参数对残余应力、孔洞、精度和组织的影响; 指出了目前金属增材制造技术在设备方面存在设备成本高、产品成形尺寸受限、成形效率低等问题, 在材料方面存在生产成本高、适用性差等问题, 在工艺方面存在参数匹配困难、热积累严重等问题; 从降低设备和材料成本、扩大产品成形尺寸范围、提高产品精度和成形效率、拓展材料种类和适用范围、减少工艺参数匹配难度、提升产品质量及综合性能、开发金属增材制造新技术方面展望了金属增材制造技术的发展方向.      

金属增材制造技术的应用与发展

金属增材制造技术是一种具备高加工柔性、快速制造响应能力的先进加工技术。本文重点论述了几种典型的增材制造技术,介绍了各自的原理与特点,探讨了金属增材制造在工业生产的应用,并对今后的发展趋势做出分析。     

美国福特汽车有限公司在工厂扩大金属增材制造技术的应用

正早在3D打印技术诞生的初期,福特汽车有限公司就组织引进,并长期应用了金属增材制造技术,从初期制作一些简单的样品开始,逐渐发展到现阶段,能够利用金属增材制造技术为一些型号的汽车小批量的生产零件。为了服务和改善生产工艺,现在福特汽车有限公司正在扩大金属增材制造技术在工厂中的应用。福特汽车有限公司已在员工中开展相关的教育培训,使员工深化对金属增材制造技术的理解,     

钛合金,钛材的生产和应用

叙述了钛和钛合金的性能，用途，以及用粉末冶金法和传统熔炼法的生产概况，还介绍制造粉杯，生产钛合金和钛材加工的各种方法和所用的设备。     

金属材料3D打印领域创立《金属增材制造》期刊

<正>在2014年5月成功推出《金属增材制造》网站(http://www.metal-am.com)之后,2015年4月Inovar通信有限公司将出版发行一个新的面向金属增材制造领域的学术刊物——《金属增材制造》,《金属增材制造》期刊将以印刷版(ISSN 2057-3014)和数字版(ISSN 2055-7183)公开发行,报道金属增材制造领域的新闻,以及有     

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料,其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术,分析了这三种制粉工艺的特点,阐述了这三种制粉工艺的研发进展,探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法,并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。     

增材制造技术制备生物植入材料的研究进展

增材制造技术突破了传统模具加工工艺的限制，可用于高效个性化定制生物医用材料。近年来，医学上对骨骼修复和移植的个性化需求显著增加，增材制造可满足该定制化的需求，促使增材制造技术在生物医用材料领域占据重要地位。随着材料科学技术和计算机辅助技术（CAD/CAM）的发展，可用于增材制造的生物植入材料不再局限于钛系、钽系、钴铬钼等合金，聚醚醚酮、磷酸钙盐等非金属类材料因良好的生物相容性也得到了广泛应用，增材制造技术制备仿生人造骨植入体成为新的研究热点。本文介绍了增材制造技术的原理，对激光、电子束、光固化等增材制造技术进行了比较，并阐述了增材制造在生物植入体和医疗器械方面的应用现状，对增材制造技术在医疗领域的应用及发展做了展望。     

吉凯恩航空公司牵头实施钛粉研发项目

<正>吉凯恩航空公司、英国凤凰科技产业、Metalysis公司以及利兹大学将联合实施TiP OW项目,即开发适用于采用增材制造方式制备航空部件的钛粉,并通过方法优化不断降低成本,其目的在于研发出低成本制造钛粉的设备及相关技术。吉凯恩航空公司工程技术部高级副总裁Russ Dunn表示,相信增材制造技术能够带来飞机设计及     

3D打印用金属粉末的性能特征及研究进展

3D打印(增材制造)作为区别于传统去除型加工的新型制造技术,正以其简易的制造工艺、较低的生产成本和较短的研发周期,备受人们关注。目前,3D打印技术已经开始从研发阶段逐步向产业化发展,但是3D打印用金属粉末的成本及其性能成为制约该产业快速健康发展的瓶颈之一。3D打印用金属粉末需要满足高纯度、高球形度、细粒径和窄的粒径分布等要求。其制备方法主要有雾化法、等离子体法、旋转电极法、等离子熔丝法等。通过3D打印用金属粉末性能要求、制备方法、粉末性能对3D打印零件的成形效果影响等几个方面介绍国内外的一些研究进展,并提出目前3D打印用金属粉末制备所面临的问题。     

基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

硬质合金是由难熔金属碳化物（WC,TiC,NbC等）和金属粘结相（如Fe,Ni和Co）组成，通过粉末混合、压制然后烧结而成。然而传统的粉末冶金成形方法模具成本高，难以形成复杂零件。相比之下，增材制造（3D打印）采用数字化叠层加工技术，能够实现快速精准的成形。研究与开发适于增材制造的硬质合金粉末是其中的关键一步，目前，增材制造的硬质合金粉末制备方法主要分为以下4类:机械合金化法、球形WC粉末表面包覆技术、喷雾干燥技术、等离子体球化技术，这4种方法在制备原理、成本和成形方法的灵活性上均有所不同。因此，综述了适用于增材制造成形的硬质合金粉末的4种制备方法，并对制备粉末的特性以及成形性能进行了对比，总结了粉末制备原理、各自的优缺点以及适用的增材制造成形工艺，希望可以推动增材制造成形硬质合金的研究发展。     

金属增材技术在钢铁领域的研究进展

随着增材制造技术的日益成熟,其在钢铁材料制备领域逐渐崭露头角。首先介绍了国内外增材制造技术的发展现状,简述了目前增材制造金属材料的前沿技术;之后汇总了大量增材制造钢铁材料的研究成果,包括不锈钢粉末的制备技术、增材制造不锈钢改性工艺、先进钢铁丝材的增材制造等;从多个角度回顾了近几年来国内外增材制造钢铁材料的研究进展。基于对现有研究成果的总结,指出了增材制造技术在未来钢铁材料领域的重要意义,并为中国钢铁材料增材制造技术的发展提出了展望与规划。     

难熔金属材料增材制造工艺研究进展

难熔金属材料具有良好的高温力学性能和高温稳定性，常用于制备耐热部件，被广泛应用于航空航天、国防工业等领域。然而，难熔金属的熔点比较高，室温塑性延展性能不佳，使用传统的加工方式制备复杂结构件时存在加工困难等问题。增材制造作为一项新兴的技术，基于三维模型数据，以激光、电子束、特殊波长光源、电弧及其多种组合作为能量源，利用“离散-堆积”成形原理制造实体部件，制备零件的尺寸可以从微米级到米级，为难熔金属复杂结构件的制备提供了新的途径。本文首先概述了增材制造技术的分类、特点及其应用，然后介绍了增材制造技术制备难熔金属的现状以及目前存在的主要问题，最后综述了增材制造工艺调控难熔金属材料微观组织和力学性能的研究进展，并对增材制造技术在难熔金属领域应用的发展方向进行了展望。     

A novel crucible-less inert gas atomisation method of producing titanium powder for additive manufacturing

A novel low-cost gas atomisation technology producing spherical titanium powder (wire induction heating gas atomisation, WIGA) has been developed for additive manufacturing. Combined with the gas atomisation principle, the characteristics of WIGA were analysed. The effects of the gas pressure, metal temperature and the wire-feeding speed on the particle size of the titanium powder were studied. The results indicated that the decreases in mass median particle diameter (D₅₀) and the increases in efficiency of fine size powders occurred with the increase in gas atomisation pressure and melting temperature and with the decrease of wire-feed speed. The optimum parameters are that the main gas pressure (P₀) is 4.0?MPa, the degree of superheat of the metal melt is 350°C and the wire-feed speed is 50?mm?s^?1. On the condition, the D₅₀ of titanium powder was 40.2?μm and powder morphology was spherical. Satellites rarely existed on the surface of particles.     

不同制备工艺对金属钛粉微观性质及应用的影响研究

金属钛粉末在增材制造等新型成形方法中得到越来越广泛的应用,目前主要通过熔盐电解法和气体雾化法来制取。借助X射线衍射技术(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)、热重-差热分析法(TGA-DSC)等检测方法,从物相结构、晶胞参数、微观形貌、表面状态、热稳定性等方面,对采用熔盐电解和气体雾化2种不同工艺制取的金属钛粉的性质和应用进行全面对比分析。结果表明,电解钛粉微观形貌不规则,同一性差,适合作为粉末冶金原料和热还原剂;气雾化钛粉微观形貌为均匀球状,表面不易吸附气体杂质,比表面积为3.69 m~2/g,更适宜作为增材制造的原材料。     

Surface chemistry of the titanium powder studied by XPS using internal standard reference

Surface chemistry of the titanium powder has particularly growing interest due to the increasing application of titanium components prepared by powder metallurgy, in particular metal injection moulding and additive manufacturing. Due to the high chemical activity, number of titanium oxides, calcium and complex Ca–Ti–oxides can be expected on the component/medical implant surface, depending on powder and component manufacturing and post-treatment, but are very difficult to analyse due to the lack of the experimental data and analysis methodology. Therefore, a methodology for the analysis of the surface chemistry of the Ti-powder by XPS utilising internal standard reference was developed. The obtained methodology was used for the surface analysis of titanium powder and identification of its surface oxide composition. The results show that the powder surface is covered by TiO₂ layer in the form of rutile with a thickness of 4.4?nm. Carbon and nitrogen impurities were also found present on the powder surface.     

金属增材制造数值模拟研究进展

作为高性能复杂金属构件的新兴制造技术,增材制造已被应用于航空航天、汽车工业、医疗和核电等领域.金属增材制造工艺涉及传热、热力、相变及流动等复杂物理现象,不同尺度及跨尺度数值模拟结合实验验证可实现对增材制造过程中复杂物理现象的理解、调控及优化,为高质量、高精度、高性能金属构件的成形提供有力支撑.本文综述了宏观、介观、微观...