金属增材制造技术的研究进展

金属增材制造技术作为先进制造技术的一个重要发展方向,受到了制造业的广泛关注。主要从原理、特点、发展和实际应用方面,分别介绍基于激光、电子束以及电弧的金属增材制造技术,指出该技术现阶段存在的问题和未来研究方向。     

金属增材制造工艺、材料及结构研究进展

金属增材制造技术相比于传统制造技术有很大的优势,已经在很多领域得到了应用。基于金属增材制造工艺、材料以及结构的研究现状,分析当前的研究热点以及发展趋势。结果表明：金属增材制造当前的研究热点是材料应用、仿真模拟、智能检测和热处理强化,而且质量评估没有统一的标准;金属增材制造未来发展的趋势是建立标准材料工艺数据库、多材料打印工艺研发、仿真优化模拟、智能化监测管理和热处理强化工艺研发。     

稀土在金属增材制造中的应用

增材制造为复杂结构金属材料制备及其组织、性能调控提供了全新的可能。在原材料中添加稀土是改善金属增材制造显微组织和性能的可行方法。本文总结了近期关于稀土在金属增材制造的研究工作,在简要介绍增材制造工艺及组织特征的基础上,着重对稀土在其中的作用进行了综述。同时讨论了目前稀土在金属增材制造应用中需要明确的几个关键基础问题。合理的稀土添加及对应的工艺调整,除了能够优化增材制造金属材料的显微组织和性能,还可能进一步拓展增材制造可加工材料体系的范围。     

金属增材制造无损检测方法研究进展

金属增材制造作为一种将金属等原材料直接打印为产品的近净成形工艺,在航空航天、汽车船舶、微纳制造、生物医学工程等领域具有极高的应用价值.其特殊的逐层打印机制使得制造过程缺陷倾向大,可能出现致密度差、各向异性、局部变形及应力集中等问题,因此需要合理高效的无损检测方法进行缺陷检测和质量检查.文中以超声、射线以及视觉检测三种无损方法为主要对象,通过分析其原理、典型应用场景、优点及局限等,总结无损检测在金属增材制造的适用场景和发展动向,提出金属增材制造智能检测与控制的发展方向.     

金属增材制造过程平面度和轮廓度在线测量技术

金属增材制造技术在航空航天、医疗等多个领域得到广泛应用,但仍面临着零件裂纹、空隙和翘曲等很多质量缺陷问题。在早期阶段对成形部分零件进行质量检验,发现成形过程中的缺陷,通过反馈控制调节参数来修复缺陷或者中止加工过程,这是非常有必要的。研究了结构光三维测量技术及相关的一些关键技术,并基于这些技术开发了一种可以用于监测粉末床熔融制造过程的在线测量系统。     

增材制造技术的应用及其发展

增材制造技术,也称3D打印技术,是一种采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,近20年来成为各国科学家研究的热点。随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM等技术的快速发展,增材制造技术在航空航天、汽车生产、生物制造、建筑设计等诸多工程领域得到了广泛的应用。介绍了增材制造技术的主要分类、工作原理、应用领域及其国内外研究现状,总结了各类关键技术所面临的问题,并讨论了其未来发展趋势。     

激光增材制造铝合金及其复合材料的研究进展

增材制造中的选区激光熔化技术在未来航天航空、车辆制造、医学生物等方面都具有广阔的应用及发展前景。文中从选区激光熔化铝合金及其复合材料的相对密度、显微组织、力学性能三方面阐述了其研究进展,归纳总结了SLM制备不同铝合金及其复合材料的抗拉强度和伸长率、相对密度。通过文献得出,添加Sc, Zr等元素及纳米增强颗粒的复合铝合金材料,可获得更好的力学性能,并展望了未来研究的趋势。     

金属增材制造的相场模拟现状及展望

金属增材制造涉及传热与传质、相变、晶粒生长、熔体流动等多个复杂物理过程,实现其微结构演变的定量模拟难度大。相场法采用序参量描述气/液/固相、晶粒形状/取向等复杂微结构,且能直接引入描述各物理过程的场变量(如浓度、温度、熔体流速等),在金属增材制造过程微结构模拟方面显示出巨大优势。本文简要介绍了相场法的发展和分类,归纳了不同相场模型的特点,详细综述了不同相场模型在金属增材制造凝固过程中微结构演化模拟的研究进展,重点探讨了不同相场模型在金属增材制造领域应用的优势与局限性。最后,展望了相场法在金属增材制造领域的应用前景,并指出其发展方向。     

粉床型电子束增材制造W-3.5Nb合金孔洞缺陷及其形成机制

采用粉床型电子束增材制造(SEBM)技术制备了W-3.5Nb合金,研究了电子束线能量密度对W-3.5Nb合金孔洞缺陷形成的影响规律,分析了不同类型孔洞缺陷的形成原因.结果 表明:随着电子束线能量密度的升高,缺陷含量降低,当线能量密度升高到1.44 J/mm时,缺陷的体积含量最低为0.01％,继续增大线能量密度,缺陷的体...     

基于增材制造技术的砂型优化设计和应用研究

增材制造又称3D打印,作为一种新型的智能化加工技术,在高端铸造砂型方面得到了广泛应用.但是,关于3D打印砂型结构设计方面的研究还没有受到足够的重视,大部分砂型依然采用轮廓规则的实心结构,材料利用率不高,打印效率受限.本文以一种高端离心泵壳为例,通过研究砂型镂空、随形气道、砂型一体化等手段,设计出满足铸造使用要求的砂型方...