丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析

丝束同轴电子束熔丝增材制造(C-EBAM)大部分能量作用于丝材可以避免轴侧送丝模式对成形质量所造成的不利影响,为了进一步提高C-EBAM的成形精度和成形效率,优化电子束流品质,开展了丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析的工作。针对C-EBAM电子枪束源等离子阳极透镜结构表征困难,在理论分析电子束注腰空间位置参数的基础上,采用数值模拟与试验分析相结合的方法,研究了阴-阳极电极结构、工作电压、放电气体类型以及气体压力等对束流注腰位置特征参数的影响规律。数值模拟结果表明,阴极球面半径与阳极倾角对束流起静电汇聚能力影响着注腰处电流密度,表现为先增大后减小趋势。试验分析表明,工作电压、放电气体类型以及气体压力影响等离子体电离度与粒子运动速度,改变了注腰空间位置特征参数,即随着工作电压、气体流量增加,电子枪下端面至注腰轴向中心距离、注腰长度分别增大。     

基于缺陷三维成像的电子束熔丝增材制造钛合金疲劳寿命模型

应用高分辨率同步辐射三维X射线成像技术获取电子束熔丝增材制造Ti-6Al-4V合金的特征参数,结合高周疲劳试验分析缺陷对合金疲劳性能的影响;考虑缺陷特征参数对已有Z参数疲劳寿命模型进行修正,提出了X参数疲劳寿命模型.结果表明:所制造Ti-6Al-4V合金存在气孔及未熔合缺陷;不同应力水平下合金的疲劳寿命均存在较大的离散...     

电子束熔丝增材制造成形路径的研究与优化——以304不锈钢为例

采用直径1 mm的304不锈钢材进行电子束熔丝沉积快速成型,通过控制送丝速度、电子束流强度以及成型速度等参数不变,选择不同的成型路径下制备出180 mmx40 mmx20 mm的打印样品,经过拉伸试验后,观察研究其微观组织,并对其力学性能进行分析.通过电子束增材制造,可获得致密无宏观缺陷的块体材料,打印态的304不锈钢...     

电子束熔丝增材制造TC11钛合金组织及力学性能

采用电子束熔丝增材工艺制造了直径260 mm的试环。分析了不同热处理状态的增材制造TC11钛合金微观组织和室/高温拉伸性能及其各向异性。并测试分析了锻件基体晶粒2次热处理和锻件基体与增材界面处的组织和性能。结果表明：沉积态微观组织为沿<001>β方向生长的柱状晶。晶界存在连续α相,晶体内部由集束和网篮α相组成的片层组织。经950℃/2h/空冷+530℃/6h/空冷的热处理后晶界连续α相破碎,晶内α相宽度从1.1μm增加至1.8μm。并形成具有二次α相的双片层组织。锻件与增材过渡区锻件一侧,等轴初生α相转变为“雪花”状初生α相。锻件基体2次热处理后等轴初生α相轮廓光滑,转变β相比例增加,并形成大量细小的针状二次α相。沉积态室温及500℃高温拉伸性能均具有明显的各向异性。经过热处理后室/高温拉伸性能均获得改善并高于锻件要求且各向异性明显降低。与沉积态相比,热处理态室温抗拉强度和断后伸长率各向异性分别从4.4%和27.1%降低至1.6%和5.4%。柱状晶及其晶界连续α相是引起塑性各向异性的原因。锻件+增材界面处热处理后其室/高温拉伸性能均满足锻件要求。     

电弧熔丝增材制造铝合金零件中气孔的研究现状

电弧熔丝增材制造铝合金中的气孔会产生应力集中,导致初始裂纹萌生和扩展,造成力学性能变差.介绍了电弧熔丝增材制造铝合金零件中气孔缺陷形成的原因,阐述了保护气体、焊接速度、送丝速度、金属丝材、热输入、轧制和热处理等工艺条件对气孔率的影响,并对降低电弧熔丝增材制造铝合金零件中气孔率的今后研究方向进行了展望.     

多层熔丝增材数值模拟及残余应力控制研究

在多层熔丝增材过程中,高度集中的瞬时热输入将引发相当大的残余应力和变形,因此,研究其残余应力演变规律将对增材工艺设计意义重大。通过植入可控移动焊接热源程序于ABAQUS中,建立了多层熔丝增材有限元模型,分析了熔丝过程中的温度场和残余应力的演变规律,并研究了各工艺参数对多层熔丝增材残余应力的影响规律。结果表明,在一定范围内,在较高的熔丝线能量、较低的熔丝速度和高的预热温度下,残余应力水平较低。     

电弧熔丝增材制造460 MPa级建筑钢十向节点用药芯丝材的开发及应用

基于Q460钢的名义成分设计了电弧熔丝增材制造建筑钢十向节点专用药芯丝材的成分,制备了药芯丝材并研究了其工艺性能;利用该药芯丝材,采用电弧熔丝增材制造技术制备建筑钢十向节点,研究了其尺寸精度、组织和力学性能。结果表明:试验制备药芯丝材在电弧熔丝增材制造过程中的电弧稳定、飞溅小,堆积金属无裂纹、气孔等缺陷;采用该药芯丝材电弧熔丝增材制造建筑钢十向节点的成形精度符合要求,组织主要由细小铁素体和少量珠光体组成,其拉伸性能、室温和-40℃冲击性能均满足传统Q460钢十向节点的力学性能要求。     

摩擦搅拌增材制造发展概述

针对目前国内外增材制造技术做了归纳与总结,重点分析研究了摩擦搅拌增材制造(Friction Stir Additive Manufacturing,FSAM)技术在国外研究的发展状况。FSAM最早在美国提出,并在美国掀起研究热潮。FSAM可以分为两大类,即:损耗型搅拌针的FSAM和非损耗型搅拌针的FSAM;又根据制造过程的工艺特点分为3种典型模式,即:损耗沉积模式、以板材为进料模式及以粉末为进料模式。这些不同模式的FSAM在美国和印度取得了突破性进展,为摩擦搅拌增材制造的产业化发展奠定了基础。同时,国内也成功实现了颗粒料的增材制造,且成型件有较好的机械性能。最后,给出了FSAM技术的发展趋势和应重点关注的内容。     

一种电弧增材制造系统及沉积层性能研究

为了跟上国内外电弧增材制造技术迅猛发展势头,采用从设备研制到实验验证的方法路线,介绍了一种基于机器人的增材制造系统的硬件选择及软件设计,并利用该增材制造系统增材制造出耐磨钢直臂件,对增材件性能进行测试。结果表明,该制造系统具有修改增材制造工艺参数方便、成形效果良好、成型精度较高等优点。项目开展的基础性研究对于金属丝材电弧直接制造系统的开发和技术的推广及应用具有重要的理论参考和实际指导意义。     

复合式增材制造技术研究现状及发展

形性问题制约金属增材制造技术的发展与应用,复合式增材制造在解决制件形性问题方面效果显著。高度概括了复合式增材制造技术分类方式与主体类别;简要总结了增减材复合制造在制件成形精度和表面质量控制方面的研究进展和技术发展状况;重点评述了增等材复合制造技术类别、成形原理、制造特征和关键问题,以及在制件显微组织、应力状态、宏观性能调控方面的研究现状和主体结论;系统介绍了超声、电磁、激光三类特种辅助能场对增材熔池流动、结晶、固态相变的作用机制,以及特种能场作用下,增材层显微组织状态、力学性能、成形精度的演化规律;展望了复合式增材制造技术未来的发展趋势。     

激光约束电弧熔丝增材制造构件表面粗糙度研究

通过研究不同工艺参数下激光调控电弧的行为,发现激光可以压缩电弧,使得电弧稳定,激光对电弧有调控作用;进而分析不同工艺参数下激光对堆积层稳定性的影响以及激光约束电弧熔丝增材制造构件的表面粗糙度。研究发现相较于熔化极活性气体保护电弧焊(Metal Active Gas Arc Welding,MAG)作用而言,激光作用后,堆积层稳定性得到提高,并且小规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由150.178μm降低到53.521μm;中等规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由71.328μm降低到41.498μm;大规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由110.163μm降低到82.352μm。     

7075铝合金激光熔丝增材制造热循环和温度梯度对熔池凝固组织的影响研究

7075铝合金兼具高比强度、低密度和良好耐腐蚀性等优点,在航空航天领域应用广泛。基于传统制备方法存在加工过程复杂、材料利用率低及零件表面精度低等问题,使用激光熔丝增材制造技术可在较短时间和较少成本下成型低缺陷高精度的7075铝合金零部件。本研究采用不同工艺参数制备了7075铝合金单层单道和单道多层增材试样,基于有限元方法系统分析了不同激光功率对沉积层温度场分布和微观组织的影响,以揭示热输入诱导的微观组织差异对7075铝合金沉积层硬度的影响机理。结果表明：随着激光功率从1 600 W增加到2 200 W,熔池峰值温度提高12.5%,温度梯度从62.8℃/mm减小至12.4℃/mm,沉积结构高温区域面积增大,熔宽增长20.85%,单道多层试样的峰值温度增幅大于单层单道。随着激光功率增加,沉积层上部、中部和下部的晶粒尺寸增大,晶界处第二相析出物含量减少,从底部至顶部均出现柱状晶至等轴晶转变。不同激光功率下增材试样在不同位置的显微硬度均达到90 HV以上。     

陶瓷零件的增材制造技术

增材制造技术是９０年代发展起来的新技术，具有许多突出的优点，本文简要介绍了常用的增材制造技术，着重介绍了陶瓷元件的增材制造技术，并对与之相关的问题进行了讨论。     

增材制造及RP＆M集成制造系统研究

本文介绍了西安交通大学AMT研究所在RP&M方面所作的研究工作,主要包括增材制造过程中零件渐变结构分析及层收缩中心的概念,介绍了该研究所在RP&M集成技术方面所作的研究工作及所开发的集成系统.     

面向增材制造的晶格模型生成研究

以增材制造模型的内部结构作为研究对象,围绕结构的轻量化,探究增材制造晶格模型的生成方法。以假肢模型为例,通过分析晶格单元体结构与力学性能之间的关系,建立性能均衡的晶格结构类型,再利用骨架线来驱动晶格单元体模型设计,最后基于混合几何方法来建立轻量化晶格模型。     

简述增材制造技术在雷达装备研制中的应用

雷达多功能集成化、系统两极化发展趋势对装备研制能力提出了更高要求,亟需借助增材制造技术提升雷达装备创新研制能力。本文系统论述增材制造技术在雷达装备全生命周期的应用需求,介绍了三类典型增材制造工艺及在雷达装备研制中的工程适用性。     

增材制造技术在汽车行业的应用研究

增材制造技术因为缩短产品生命周期、能够加工复杂结构的零件等特点越来越多应用在汽车领域上。主要研究增材制造技术在汽车领域的应用及发展前景,首先展开阐述了增材制造技术在汽车功能性零部件的原型制造、汽车模具快速制造、汽车零部件直接生产、汽车零部件受损部位修复等四个方面的应用进展,在此基础上探讨了目前增材制造技术在汽车领域的关键技术及发展前景。随着增材制造技术的日益成熟,汽车行业能够在轻量化、定制化、快速制造等方面有所突破。     

增材制造适用材料及产品机械性能研究

对增材制造技术原理和特点进行了介绍,从非金属和金属两方面对增材制造适用材料及其产品机械性能进行了研究,并分析了增材制造产品机械性能变化原因,同时提出了改进机械性能的方法。     

钛合金电弧增材制造国内外研究的发展现状

随着增材制造技术的创新和不断发展,钛合金电弧增材制造广泛应用于各个领域,涉及航空航天、船舶、汽车、生物医疗、化工以及模具制造等.当前,很多研究学者对钛合金增材制造技术进行了深入研究,在钛合金电弧增材制造研究方面已取得了一定成果.基于此,综述当前国内外钛合金电弧增材制造技术研究现状,并对钛合金电弧增材制造技术的运用以及未...     

增材制造:实现宏微结构一体化制造

增材制造技术是基于分层制造原理发展而来的先进制造技术,是信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的产物,是当今世界各制造强国竞相发展的热点技术。基于增材制造材料逐点累积的成形过程,提出宏微结构一体化制造的学术观点。该方法在金属、陶瓷与复合材料的成形制造中有着其他制造方法难以替代的优势,可以实现制造短流程化,并推动大批量制造模式向个性化制造模式发展。列举近年在金属零件定向晶组织制造、光子晶体制造、生物组织器官支架制造方面的研究成果,论述宏微结构一体化增材制造技术的实现方法与工程应用,解决了传统制造技术难以解决的宏微结构一体化制造难题,给制造技术展示出全新的发展前景,为相关学科和产业发展提供有力的制造技术支撑。