激光增材制造难熔金属研究进展

难熔金属由于具有优异的综合性能而广泛应用于航空航天、装备制造、核工业及生物医疗等领域。但是由于高熔点及高韧脆转变温度的特点,尚存在加工制造困难、生产周期长、对设备要求高等问题,从而限制了其应用与发展。激光增材制造是近年来新兴的数字化制造技术之一,为制造和加工难熔金属提供了新的发展思路。本文重点介绍了近年来激光增材制造难熔金属的热点领域,包括钨及钨基重合金、纯钼及钼硅硼合金、铌硅及铌钛合金和多孔钽,对尚存在的问题进行了总结,最后对激光增材制造难熔金属未来的发展方向进行了展望。     

增材制造在金属多孔植入物中的应用及展望

多孔金属有着优异的抗腐蚀性、生物相容性和与人骨相匹配的力学性能,并且内部有着高度互通的孔隙结构,可促进体液的传输和新骨组织的内长入,是人体理想的替代植入物。增材制造技术因其自身的精确性、快速性在金属多孔植入物中变得日益重要。简述了主流的两种增材制造技术在植入物制备中的应用、增材制造用金属植入物材料和多孔植入物的表面拓扑优化方法,并对其在金属多孔植入物中的应用前景进行了展望。     

国内外电子束熔丝沉积增材制造技术发展现状

随着增材制造技术的不断发展,各种增材制造技术,如电弧增材制造、激光增材制造和电子束增材制造等,在其相应的领域内展开了广泛的研究.文中总结了电子束熔丝沉积增材制造技术的特点.重点介绍了国内外对电子束熔丝沉积技术开展的研究工作,简要介绍了国内外学者在电子束熔丝沉积技术设备和工艺方面取得的最新研究成果.分析了电子束熔丝沉积技术目前亟需展开的研究工作,并展望了该技术应向活泼难熔金属、复合材料、梯度材料制备与大型复杂构件的增材制造等方向发展.     

激光增材制造金属零件内应力调控研究现状

激光增材制造技术可以直接成形出任意复杂结构且性能优异的金属零件,但激光增材制造过程中瞬态的熔化/凝固熔覆层所致的内应力,导致成形零件变形和开裂,是长期制约高性能大型金属零件激光增材制造发展和应用的瓶颈,更是决定该技术优势能否得以充分发挥并走向工程应用的基础。详细介绍了辅助激光增材制造技术调控成形零件内应力问题研究现状,阐述各技术特点及优缺点,为解决内应力造成零件易于变形开裂的"控形"难题提供借鉴。     

激光增材制造304不锈钢显微结构特征与性能研究

针对工业领域中大量304不锈钢关键零部件需要精密修复的问题,采用激光增材制造技术在304不锈钢基材表面制备304不锈钢零件,分析了其显微结构特征、物相结构、抗电化学腐蚀性能与力学性能。结果表明,激光增材制造304不锈钢主要由γ-(Fe,C)与马氏体C_(0.055)Fe_(1.945)组成,组织细小且致密,无气孔与裂纹;激光增材制造304不锈钢的抗电化学腐蚀性能优于传统制备304不锈钢;激光增材制造304不锈钢的屈服强度与抗拉强度约为传统制造304不锈钢的1.24倍与1.22倍;激光增材制造304不锈钢的伸长率相对传统制造304不锈钢提高了16.7%。     

基于电弧的多能场复合增材制造技术研究现状

增材制造主要分为激光增材制造技术、电子束增材制造技术和电弧增材制造技术。相较于其他增材制造技术和传统加工方式,电弧增材制造技术具有成形速度快、成本低、材料利用率高,以及成形件化学成分均匀且性能优良等优势,被广泛应用于大型金属零件制造。电弧增材制造因具有多样化的应用方向,可以满足不同标准零部件的加工制造,已经逐步成为当下主流的零部件加工技术。主要介绍了单一热源(如钨极)气体保护增材制造技术、等离子弧增材制造技术、熔化极气体保护增材制造技术、冷金属过渡增材制造技术和多能场辅助电弧复合增材制造技术,包括磁场–电弧、激光–电弧和电场–电弧等复合增材制造技术等。从宏观形貌、微观组织和力学性能3个角度出发,分析了工艺参数或工艺自身特性对增材制造成形件宏观形貌的影响,讨论了成形件显微组织演变机制及其力学性能,同时提出了单一热源与多能场辅助电弧增材制造技术在现阶段存在的问题,并给出了建议。     

难熔金属增材制造研究进展

难熔金属具有熔点高、高温性能良好的特点,是发动机、燃气轮机、火箭、导弹等高温服役工况条件下不可或缺的材料,在军事装备领域和国民经济生活中都发挥着十分重要的作用。然而也正是因为高的熔点和导热系数,导致其加工制备十分困难。增材制造技术是近年来发展起来的一项先进制造技术,具有很多独特的优点,为难熔金属的加工提供了一种可选途径。本文概述了钨及钨合金、多孔钽、铌合金、钼合金、难熔高熵合金等难熔金属增材制造方面的研究现状及最新进展,以期为相关领域的研究提供参考。     

多级孔金属材料研究进展EI北大核心CSCD

多孔金属是一种内部含有大量孔隙的结构-功能一体化材料。随着服役环境的不断变化,人们对多孔金属的综合性能提出了越来越高的要求。与传统单级孔结构金属材料相比,多级孔金属由于具有两级甚至多级孔结构特征,展现出更加优异的综合性能,逐渐成为研究和关注的热点。本文简要综述了近些年国内外多级孔金属材料研究进展,其中多级孔金属制备工艺主要包括粉末烧结法、去合金化法以及增材制造法等;由于独特的孔结构,多级孔金属具有更好的过滤性能、毛细性能、催化性能以及力学性能,在过滤与分离、传热及能源等领域展现出诱人的应用前景。最后,对多级孔金属当前研究所面临的问题以及未来发展方向进行了讨论和展望。     

激光增材技术制备金属基石墨烯复合材料

增材制造技术（3D打印）是先进制造技术的重要发展方向,已经应用到航空航天、汽车工业、生物医学等重要领域中。自2004年首次剥离出单层石墨烯后,石墨烯等二维晶体材料逐渐成为了复合材料领域的研究热点。其表现出的优良力学性能及导电导热性使其更加适用于增强相材料。石墨烯与金属合金复合,通过调整石墨烯增强相的含量和分布,有望大幅提高金属基体材料的力学强度、导电导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。激光增材制造技术和石墨烯纳米片高比表面积和各向异性的优点相结合,对石墨烯与金属粉末进一步加工混合,再逐层打印构造3D 结构,已成为一个全新的研究方向,正在引领着第四代工业革命的进展。本文以激光增材制造技术为主体,从三个角度综述激光增材制造技术制备金属基石墨烯复合材料的研究进展,即激光增材制造技术制备石墨烯铝、镍及其他金属基复合材料,对比了形成工艺以及材料的性能,并分析了今后可能的发展方向。     

增材制造金属零件抛光加工技术研究进展

金属增材制造在航空航天、医用植入等领域有良好的应用前景,但成型表面质量差,未经后处理加工无法满足高使役性要求,抛光加工是高性能金属增材制造技术链中的关键环节。概述了增材制造金属零件应用现状和生长过程固有的阶梯效应、球化效应、粉末粘附等特性,以及成型表面高粗糙度等形貌特征。在此基础上,重点综述了增材制造金属零件抛光加工中应用较广的电化学、激光、磨料流三种抛光技术的研究进展,以不同制造工艺、不同金属粉末材质、不同结构形式(多孔结构、高长径比流道等)的增材制造样件为主线,通过表面粗糙度、材料去除、表层残余应力、廓形精度保持性等技术指标,对增材制造金属零件抛光加工研究成果进行了归纳总结。最后展望了增材制造金属零件抛光技术的发展方向。