增材制造结合熔模铸造制备亚毫米级金属点阵微结构的工艺研究

基于增材制造方法,采用光固化成形工艺,结合熔模铸造工艺制备出亚毫米直径桁架的金属点阵结构。首先对光固化成形工艺进行优化,最佳工艺参数为50μm的单层厚度条件下,单层固化时间4.52 s,采用优化后的光固化成形工艺制备出树脂基点阵结构,将其嵌入到熔模基体中,加热将树脂材料升华,形成支柱直径为750μm的孔隙模具,分别采用离心铸造和重力铸造两种方法浇注ZAMAK3锌合金,制备出金属点阵结构。压缩试验表明,两种铸造技术制备的金属点阵结构的机械强度相似,承受压力载荷分别达到1.24 kN和1.30 kN。有限元分析的模拟结果与离心铸造的结果更加接近,当变形量超过0.6 mm时,有限元模拟结果与实际变形情况开始出现偏差。     

GH4169合金激光增材制造过程热-力发展数值模拟

为解决GH4169合金激光增材制造过程中变形甚至开裂的问题,采用直接耦合热弹塑性有限元方法对GH4169合金单道多层墙体激光增材制造过程温度和应力演变进行仿真分析。计算表明,激光增材过程沉积试件经过快速加热和凝固冷却过程,温度变化速率超过1×10^(5)℃/s。热循环温度峰值超过2500℃,最高达2876℃。激光沉积扫描过的区域因冷却收缩受到约束产生较高的应力。后道沉积时激光扫描到的区域温度再次升高,先会释放前道沉积形成的应力,随着温度降低会造成更大的应力。热源加载结束的一瞬间沉积层与基板连接的部分温度存在反常增加的现象。沉积层残余应力以拉应力为主,高达875 MPa,沿沉积方向的应力分量最大。基板在与沉积层结合部位附近残余应力达到800 MPa左右,与其相对应的远处分布有残余压应力。     

GH4169合金激光增材制造过程热-力发展数值模拟

为解决GH4169合金激光增材制造过程中变形甚至开裂的问题,采用直接耦合热弹塑性有限元方法对GH4169合金单道多层墙体激光增材制造过程温度和应力演变进行仿真分析。计算表明,激光增材过程沉积试件经过快速加热和凝固冷却过程,温度变化速率超过1×10~5℃/s。热循环温度峰值超过2 500℃,最高达2 876℃。激光沉积扫描过的区域因冷却收缩受到约束产生较高的应力。后道沉积时激光扫描到的区域温度再次升高,先会释放前道沉积形成的应力,随着温度降低会造成更大的应力。热源加载结束的一瞬间沉积层与基板连接的部分温度存在反常增加的现象。沉积层残余应力以拉应力为主,高达875 MPa,沿沉积方向的应力分量最大。基板在与沉积层结合部位附近残余应力达到800 MPa左右,与其相对应的远处分布有残余压应力。     

煤巷掘进煤尘爆炸事故的安全检查表编制

煤尘是矿山五大自然灾害之一,有效的检查煤尘对煤矿的安全生产具有重要意义。据统计全国煤矿中,具有煤尘爆炸危险的矿井占煤矿总数的60%以上,煤尘爆炸指数在45%以上的煤矿占16.3%。国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险性的煤矿占87.37%,其中具有强爆炸性的占60%以上。因此,分析煤巷掘进工作中煤尘的产生及制定合理的安全检查表十分重要。     

工具形状及工艺过程对搅拌摩擦增材成形及缺陷的影响

采用2mm厚的2195-T8铝锂合金作为增材板条,利用5种不同形状的搅拌工具进行搅拌摩擦增材工艺实验。利用金相观察和硬度测试的分析方法,重点探讨搅拌工具形状与工艺过程对增材成形、界面缺陷及硬度分布的影响。结果表明:圆柱状和三角平面圆台状搅拌针下增材界面上下材料无明显混合,偏心圆柱状和三凹圆弧槽状搅拌针有利于增材界面上下材料混合及减小界面钩状缺陷;增材前进侧界面形成致密无缺陷冶金连接,而后退侧界面材料混合不充分,钩状缺陷易伸入焊核区,且弱连接缺陷起源于此。四层增材中,相邻两层焊接方向相反的增材工艺使除顶层增材外其他增材两侧钩状缺陷向焊核区外侧弯曲,弱连接缺陷得到改善;顶层增材后退侧钩状缺陷伸入焊核区。增材焊核区有明显软化现象,但不同增材工艺下焊核区硬度分布均匀,表明搅拌摩擦增材制造可获得性能均匀的增材;相比于单道焊接工艺,来回双道焊接工艺使单层增材焊核区进一步软化;四层增材中,越靠近顶部的增材,其焊核区平均硬度越大。