电子束与激光复合选区熔化系统的开发

电子束选区熔化与激光选区熔化是两种主要的基于粉末床的增材制造技术。电子束选区熔化技术具有效率高、温度高、材料适应性更广等特点,但成形精度较低;激光选区熔化技术的成形精度高、制件表面光洁度好,但效率较低。提出将两种选区熔化技术结合,以实现具有更高效率、更高精度和更高材料适应性的电子束与激光复合选区熔化的新型增材制造技术。将电子束和激光两种扫描系统结合于同一片成形区域,通过坐标转换实现电子束与激光的复合扫描;针对真空环境下熔融金属蒸发导致激光器所用镜片失效的问题,设计了一套真空室内防蒸镀装置,以保证激光器可在金属蒸汽环境下长时间连续工作;分析了防蒸镀镜片的平行度对激光扫描精度的影响,提出采用高精度防蒸镀镜片来避免因镜片旋转导致激光扫描的误差。     

电子束直接金属成形技术的工艺研究

基于电子束的直接金属成形技术利用电子束能量密度高、无反射以及真空加工环境无污染等优点，将电子束加工与快速原型制造技术相结合，可制造传统制造技术无法制造的复杂金属零件。本研究利用自行开发的电子束选区熔化成形设备进行了316L不锈钢粉末的试验研究，结果发现气雾化粉末具有较好的一维成形能力，但扫描速度不能太快；水雾化粉末聚球现象严重。通过工艺试验和数值模拟，得出气雾化粉末的比例在40％～60％之间的混合粉末具有较佳的成形性能，该粉末的成形过程分为粉末固定、粉末预热及粉末熔化3个阶段。采用电子束选区熔化成形的层片表面光滑平整，内部组织致密、细小，层间为冶金结合。     

选区熔化3D打印TiAl基合金的研究现状及展望

TiAl基合金(TiAl基金属间化合物),被认为是一种理想的新型轻质高温结构材料,在当代民用工业、兵器工业以及航空航天等领域具有广阔的应用前景.然而TiAl基合金脆性较大,传统的成形方法难以制备出复杂结构的构件,严重制约了该合金的推广与应用.选区熔化3D打印是按照CAD模型的分层切片数据,以激光或者电子束为高能量热源逐层扫描熔化粉末,逐层堆积,直接实现构件的制造,代表了TiAl基合金成形最前沿、最新颖的技术.基于激光选区熔化成形(SLM)与电子束选区熔化成形(SEBM)制备TiAl基合金的最新研究成果,重点归纳了成形过程中常见缺陷的形成原因以及控制措施,详细阐述了工艺参数对成形质量、微观组织以及力学性能的影响规律,然后对比分析了SLM和SEBM制备TiAl基合金的优缺点.国内外的研究结果表明,控制TiAl合金的开裂倾向是SLM制备TiAl合金需要解决的首要问题,也是提高成形件致密度,改善力学性能的基础;而SEBM技术通过工艺优化,能够较好地抑制TiAl合金的开裂,获得高致密度成形件,其力学性能可以达到传统锻件、铸件的水平,更加适合TiAl合金的3D打印.最后对选区熔化3D打印TiAl基合金的研究方向提出了建议.     

电子束选区熔化成形TC4合金显微组织与性能的研究进展

随着现代制造业的不断发展,增材制造技术获得了越来越多的应用,电子束选区熔化技术（EBSM）是一种粉末床熔融技术,是目前应用最为广泛的增材制造技术之一,可以成形出具有复杂结构和形状的高性能金属零件。成形工艺参数和热处理是影响电子束选区熔化成形TC4合金显微组织与性能的重要因素和主要调控手段,从这两方面对其进行综述,并展望其未来发展方向。     

电子束选区熔化成形Nb521合金微观组织与性能分析

采用电子束选区熔化技术制备Nb521合金，研究其致密化成形工艺。通过对成形试样的组织、物相、显微硬度、室温拉伸性能的检测与分析，探讨了电子束选区熔化成形Nb521合金的机理。结果表明，电子束选区熔化成形过程中，电子束熔化电流及速度的合理匹配，是得到表面质量及内部质量优异的成形样品的基础；电子束能量密度为340 J/mm3时，样品的密度达到8.78~8.79 g/cm3；Nb521合金显微组织沿沉积方向呈柱状晶，晶粒沿（200）晶面有较强的择优生长取向；成形样品中除Nb基体相外，还存在少量的Nb2C与ZrC碳化物析出；样品室温抗拉强度达到384 MPa，屈服强度为307 MPa，断后延伸率为16.5%；显微硬度处于1 500~1 700 MPa之间，无各向异性。     

增材制造W-Ni-Fe系高比重合金的研究进展

金属增材制造技术是从20世纪90年代初期发展起来的一项先进制造技术,能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。高比重W-Ni-Fe合金由于具有高密度、高强度和高塑性等特性,广泛应用于国防工业和国民经济领域。近年来,W-Ni-Fe高比重钨合金的增材制造受到了广泛关注。本文综述了国内外研究机构采用选区激光熔化(SLM)技术、激光熔化沉积(LMD)技术、选区电子束熔化(EBSM)技术和粘接剂喷射打印(BJP)技术4种增材制造技术制备W-Ni-Fe合金的研究进展,从成形工艺、成形件微观组织和力学性能等方面进行了分析,并对未来研究趋势做了预测。     

电子束选区熔化增材制造技术研究现状分析北大核心

增材制造(3D打印)作为一种新兴的材料成形方法,在航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用前景。综述了电子束增材制造(3D打印)技术国内外研究现状,简述了利用电子束选区熔化技术增材制造的基本原理和国内外研究学者已经取得的部分研究成果,并展望了电子束增材制造技术的发展方向。     

电子束选区熔化增材制造技术研究现状分析

增材制造(3D打印)作为一种新兴的材料成形方法,在航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用前景。综述了电子束增材制造(3D打印)技术国内外研究现状,简述了利用电子束选区熔化技术增材制造的基本原理和国内外研究学者已经取得的部分研究成果,并展望了电子束增材制造技术的发展方向。     

电子束选区熔化过程电子光学监测系统研究

电子束选区熔化技术是一种先进的金属粉末床熔融增材制造技术,近年来在航空航天、生物医疗和汽车等领域获得广泛关注和应用,但仍存在稳定性不足和可重复性差等问题,质量控制是一种有效的解决方案,但目前缺少有效的在线监测手段。针对电子束选区熔化的在线监测问题,提出了一种基于双探测器对称布置的电子光学监测系统,实现了对选区熔化过程的原位监测。研究结果表明,该检测系统具有较高的成像精度,所拍摄电子光学图像能表征丰富的形貌信息,且基于多方位传感信息可实现成形层的形貌特征识别和成形质量分析。     

3D打印钛合金薄壁构件的研究进展

钛合金薄壁构件具有质量轻、结构紧凑等优势,然而因其轴向尺寸大、壁厚薄和形状复杂等几何特征,传统成形技术在成形薄壁构件时流程长、工艺复杂,严重限制了钛合金薄壁构件的应用。金属粉床3D打印技术可快速成形复杂异形零部件。为此,对电子束选区熔化技术(SEBM)和激光选区熔化技术(SLM)的成形能力和成形钛合金薄壁构件的微观组织、力学性能和表面粗糙度进行综述,并分析3D打印高性能精密复杂整体钛合金薄壁构件的发展趋势,为轻量化钛合金薄壁构件在高端装备上的应用提供参考。