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1.
《钛工业进展》2019,36(5):1-7
模型处理是影响3D打印钛合金零件成形精度的关键因素之一。以电子束3D打印几种典型形状TC4钛合金零件为研究对象,通过对成形零件进行精度检测,分析其在模型处理过程中引起误差的来源,提出了几项改进措施:对于圆柱体轴类零件,将模型精度设置提高到0. 02 mm,可有效提高零件的成形精度;对于点阵多孔零件,提高STL数据的精度并优化切层算法,保持切层前后模型原貌是解决该问题的途径;对于针状细圆柱零件,将相同零件按照同一方向摆放,可以减少摆放角度对偏差的随机性影响;对于异形件,应在满足成形精度的前提下合理布局并减少支撑;对于薄壁零件,增加支撑密度能够有效提高零件悬空部分的成形精度。  相似文献   
2.
采用等离子旋转雾化方法制备了W-Ni-Fe-Co预合金粉末,并进行了粉床型电子束增材制造成形。结果表明:W-Ni-Fe-Co预合金粉末由两种形貌的颗粒组成,一是球形粉末颗粒,二是由许多小颗粒粘结而成的不规则粉末颗粒。预合金粉末内部显微组织为γ- (Ni-Fe)相内部镶嵌着规则的W颗粒,γ- (Ni-Fe)相内部含有过饱和的W元素。在粉床型电子束增材造成形过程中,W-Ni-Fe-Co合金的显微组织显示出一定的遗传性,但是由于成形过程中细小的熔池会同时受到反冲压力、热毛细管力及马兰戈尼对流的作用,熔池的瞬时流动剧烈,促进了钨颗粒的重排过程,显微组织更为均匀。成形致密化过程主要为W颗粒的重排,并没有显著的W的溶解-析出过程。粉床电子束增材造成形的W-Ni-Fe-Co合金室温抗拉强度可达1098MPa,但是合金塑性较差,断裂方式主要为钨的穿晶断裂和周围γ- (Ni-Fe)相的韧性撕裂  相似文献   
3.
Periodic open-cell foams of ideal tetrakaidecahedron geometry were manufactured by selective electron beam melting (SEBM) and characterized with respect to the morphological parameters, namely strut diameter, window diameter and porosity. The pressure drop over these periodic foam samples of different pore size and porosity was determined experimentally. The basic form of the Ergun equation (which contains no empirical coefficients) was modified to develop a new correlation for the prediction of the pressure drop in periodic open-cell foams of ideal tetrakaidecahedron geometry. The correlation was successfully validated by the experimental results of the pressure drop measured for the periodic open-cell foam samples. With the new correlation it is possible to predict the pressure drop in periodic open-cell foams by using only two geometrical parameters, namely the open porosity and the window diameter.The applicability of the new correlation for a large range of porosities was examined by comparing the experimental and simulated friction factors for the porous media with both high (foam structure) and low porosities (packed beds) for a large range of the Reynolds number. It was demonstrated that the correlation can successfully predict the pressure drop of foam structures as well as packed beds.  相似文献   
4.
采用粉床型电子束增材制造技术制备了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。研究结果表明: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1.44J/mm时,缺陷的体积含量最低为0.01%,继续增大线能量密度,缺陷的体积含量和数量有所增加。合金中孔洞缺陷可分为层间熔合不良、微米级树枝状孔、微米级近球形孔、纳米级球形孔四类。在线能量密度较低(1.08J/mm)时,大尺寸(大于5000μm3)缺陷占主导,主要为层间熔合不良,形成原因主要是能量输入不足导致的熔池球化和熔化深度不足;当线能量密度升高后(1.32J/mm和1.44J/mm和2.2J/mm),小尺寸(小于2000μm3)缺陷占主导,其中的低球形度缺陷主要为微米级的树枝状孔洞,形成原因主要是熔池扰动引起的液体飞溅,高球形度的缺陷主要为微米级的近球形孔和纳米级球形孔,形成原因主要是熔池凝固过程中的凝固收缩和枝晶间的显微缩松。  相似文献   
5.
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。  相似文献   
6.
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。  相似文献   
7.
Additively manufactured Ti-6Al-4V lattices display unique mechanical and biological properties by virtue of their engineered structure. These attributes enable the innovative design of patient-specific medical implants that (i) are conformal to the intended surgical geometry, (ii) mimic the mechanical properties of natural bone, and (iii) provide superior biological interaction to traditional implants. Selective electron beam melting (SEBM) is an established metal additive manufacturing (AM) process that has enabled the design and fabrication of a variety of novel intricate lattices for implant applications over the last 15?years. This article reviews the technical and clinical characteristics of SEBM Ti-6Al-4V lattices, including (i) the SEBM process and its capabilities, (ii) the structures of human bones with an exhaustive list of corresponding mechanical properties from literature, (iii) the mechanical properties of SEBM Ti-6Al-4V lattices of various designs and their shortcomings when compared to human bones, (iv) microstructural control of SEBM Ti-6Al-4V lattices for improved performance, (v) the lattice manufacturability and associated geometric errors, and (vi) clinical cases. Existing literature on the mechanical response of SEBM Ti-6Al-4V lattice structures is exhaustively evaluated for documentation quality using established theoretical models. This extensive data-set allows novel insights into the effect of lattice design on mechanical response that is not possible with the individual data; and provides a comprehensive database for those who are actively involved in patient-specific SEBM implant design. On this basis, outstanding challenges and research opportunities for SEBM Ti-6Al-4V lattices in the biomedical domain are identified and discussed.  相似文献   
8.
采用增材制造技术中的电子束选区熔化成形方法制备了高致密度纯钨试件,分析了电子束选区熔化成形纯钨的传热过程和显微组织特点,重点研究了在几种热传导的共同作用下,纯钨的显微组织特点和晶体的取向分布。结果表明,电子束选区熔化纯钨的显微组织为以外延生长的方式形成的柱状晶。在样品内部,沿成形方向向下为最主要的热传导方向,温度梯度最大,柱状晶生长方向与热流方向相反,形成完全竖直生长的柱状晶;在样品外侧面,沿成形方向向下的热传导和向侧面粉床的热传导共同作用,使得热传导的方向与成形方向出现一定偏差,因此柱状晶组织与成形方向呈30-45<sub><sup>0</sup></sub>夹角。同时,电子束选区熔化成形纯钨沿着成形方向,形成[111]和[100]方向的择优取向。  相似文献   
9.
模型处理是影响3D打印钛合金零件成形精度的关键因素之一。以电子束3D打印几种典型形状TC4钛合金零件为研究对象,通过对成形零件进行精度检测,分析其在模型处理过程中引起误差的来源,提出了几项改进措施:对于圆柱体轴类零件,将模型精度设置提高到0.02 mm,可有效提高零件的成形精度;对于点阵多孔零件,提高STL数据的精度并优化切层算法,保持切层前后模型原貌是解决该问题的途径;对于针状细圆柱零件,将相同零件按照同一方向摆放,可以减少摆放角度对偏差的随机性影响;对于异形件,应在满足成形精度的前提下合理布局并减少支撑;对于薄壁零件,增加支撑密度能够有效提高零件悬空部分的成形精度。  相似文献   
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