基于选择性激光熔化的微多孔表面成形工艺研究北大核心

微多孔表面能够强化沸腾传热,具有广阔的工业应用前景,采用选择性激光熔化(Selective laser melting,SLM)成形微多孔表面是一种新型微多孔表面制造方法。主要研究了在SLM过程中扫描间距和激光功率对316L不锈钢粉末成形微多孔表面结构的影响。结果表明:0.3~0.5 mm扫描间距成形的微多孔表面的孔隙为规则通孔,且孔内壁存在大量粉末粘结,可形成大量潜在汽化核心;采用180~240 W激光功率和0.2~0.5 mm扫描间距,可获得水力直径为78.9~410.5μm、孔隙率为11.6%~50.2%的微多孔表面。采用去离子水进行沸腾传热实验,240 W激光功率、0.5 mm扫描间距成形的微多孔表面的起始沸腾温度为104℃,临界热流密度为150 W/cm^2,具有明显的沸腾传热强化效果。     

钡泥治理的初步研究及应用

一、前言钡盐是无机盐类产品中用途较广、产量较大的一种,但无论是氯化钡、碳酸钡,还是硫酸钡的生产,都不可避免地要产生大量泥渣——钡泥,由于钡泥中多含有少量水溶性钡或酸溶性钡,如不进行处理,既浪费了钡资源,同时也严重污染环境。     

选择性激光烧结不锈钢零件冷等静压宏观变形与微观特征

采用修正的Cam-Clay模型,在ABAQUS软件中实现了对选择性激光烧结零件冷等静压过程的有限元模拟。通过冷等静压实验获得了材料的硬化曲线。并将实验结果与模拟结果进行比较,两者符合得较好,说明所用的模型适用于不锈钢粉末的冷等静压过程。通过正交实验对模型参数的敏感性进行分析,结果表明硬化规律是影响实验结果的最重要因素。通过模拟可以为产品的尺寸和形状设计提供有益的指导,并且可推广到更复杂零件的模拟。     

微小精密滴灌灌水器快速成形误差对流态特征的影响

采取多种成形角度制造出试验用滴灌灌水器光固化快速成形原型件,通过流量-压力试验得出不同成形角度下灌水器的流量变化规律,并与塑料灌水器产品的流量进行对比得出水力误差。以新型涡流灌水器为例,研究结果显示不同成形角度下灌水器的流量系数变化较大,而流态指数没有明显的改变,定量结果表明该种灌水器在40°的成形角度下制造误差最小。     

Ti6Al4V合金整体叶盘热等静压近净成形研究

本研究结合模具工艺与热等静压方法,整体近净成形出了复杂叶盘零件,并对模具变形、成形精度以及组织性能进行系统分析。结果表明,整体近净成形叶盘相对致密度达到99.5%。SEM结果显示:零件内部为均匀细小的α+β长条状组织,无明显孔隙和裂纹;组织致密,微观组织出现"分层"现象;同炉拉伸件抗拉强度可达920 MPa,性能优于同规模铸件,与锻件性能相当;分析断口微观形貌得出试样为韧性断裂;该方法成形零件材料利用率高,工艺成本低,成形周期较长。本研究为叶盘类零件热等静压近净成形提供了参考依据。     

激光能量密度对激光选区熔化Cu-Al-Ni-Ti合金相对密度、微观组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)成形制备了不同工艺参数下Cu-Al-Ni-Ti铜基形状记忆合金试样。用排水法测试了块体试样的相对密度,对试样进行了显微组织分析和热分析,测试了拉伸试样在不同温度下的力学性能和测试试样的形状记忆性能,研究了激光能量密度对相对密度、显微组织和常温力学性能的影响规律。结果表明:块体试样的相对密度随激光能量密度的增大先增大再减小,试样的相对密度最大值达99.9%;当激光能量密度适中时(107J/mm3),熔化道连续且无明显缺陷,激光能量密度过低或者过高,试样会产生熔化道不连续或者球化等缺陷;拉伸试样的常温拉伸性能随激光能量密度的增大先增大再减小,常温下试样最大抗拉强度和延伸率分别为541MPa和7.63%。在300℃下试样的抗拉强度提升至最大为611MPa,延伸率提升至10.78%。试样的马氏体相变开始温度Ms约为83℃,结束温度Mf约为40℃,形变回复率接近90%。     

金属粉末床粘结剂喷射3D打印关键问题的研究现状与展望

针对金属粉末床粘结剂喷射3D打印技术存在薄层铺粉难、粘结剂不匹配、初坯及烧结件密度低等问题,首先从原材料特征、铺粉机构及数值模拟等方面总结当前粉末铺展研究现状;接着阐述了粘结剂与粉床作用、粘结剂类型和性能以及残留问题的研究进展,指出优化粘结剂体系、限制残留物,有利于提升粘结剂喷射成形金属零件性能;然后介绍了烧结和浸渗等当前常见致密化方法,指出致密化过程中需考虑变形和精度控制,并通过热等静压、固溶和时效等后处理方法对零件孔隙及相组成进行调控;最后指出高精度、高性能和难成形材料打印是未来发展趋势。     

激光功率对双激光粉末床熔融GH3536合金搭接区组织和性能的影响

多激光粉末床熔融（ML-PBF）采用多束激光并行加工,是提高制造效率和大尺寸零件整体化增材制造的有效方法。但不同的激光束实际工作时参数难以保持一致,特别是激光功率会存在偏差,其中多激光搭接区最为关键。笔者通过设置4组差值为10、20、30、40 W的激光功率组合,探究了激光功率对ML-PBF制备的GH3536镍基高温合金搭接区组织和性能的影响。结果表明：成形试样的致密度最高可达99.6%,但搭接激光功率增大不仅会导致致密度降低至99.3%,孔隙率超过0.08%,还会导致γ相的衍射峰向大角度偏移,晶格常数降低。同时,随着搭接激光功率增大,搭接区内的晶粒尺寸由14.57μm增大至17.23μm,大角度晶界占比由36.66%上升至55.91%。搭接区内残余应力随着搭接激光功率的增大而先降低后升高,在激光功率相差30 W时降至最低值43.8 MPa。搭接区硬度随着搭接激光功率的增大而降低,由297.3 HV3降低至291.1 HV3。4组激光功率组合下制备的试样的极限抗拉强度在792.9～830.9 MPa范围内,当激光功率相差10 W时强度达到最高值,延伸率为23.7%。增大搭接激光功率会降...     

三维喷印用硫铝酸盐水泥复合粉末的制备与成型技术研究

为了制备复杂结构水泥基材料构件或艺术品,本文采用三维喷印工艺成型了硫铝酸盐水泥材料制品.首先,使用纳米SiO2作为表面改性剂,利用石英砂和滑石粉调节粉末铺展性能,通过聚乙烯醇提高粉体粘结性能;其次,研究了不同含量的纳米SiO2和石英砂对硫铝酸盐水泥材料力学性能和微观形貌的影响规律;最后,探究了不同后处理液对于三维喷印成...     

近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。