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1、專欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應用綜述
專欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應用綜述
激光粉末床融合 (L-PBF) 工藝現已在工業中廣,并已達到較高成熟,具有出色的零件質量,制造多種流行的金屬合金,L-PBF 工藝使用高功率聚焦激光束熔化粉末軌跡。
軌跡重疊并逐層處理,直到組件完成,由于典型的軌道寬度為 0.1-0.2 毫米,因此可以制造高度復雜的結構,圖14 TPMS 陀螺受壓破壞機制的差異:(a) 。
(b) 壁折疊和分層倒塌也導致結構膨脹,圖18 熱管理應用設計中涉及的晶格結構示例,更詳細地說,由Inconel 718 通過 L-PBF 制造的,同時充當冷卻系統(由Cellcore 和SLM S,一種拓撲優化的晶格散熱器裝置,可保證流動再循環(由普渡大學實現)。
一種填充三重周期最小表面晶格的熱交換器,用于航空渦輪機(由nTopology 實現)),B) 適用于電子應用的散熱器采用的 TPMS 結構,C)用于 F1賽車的超輕鋁合金AM熱交換器(由Be,谷專欄是3D科學谷內容板塊:谷前沿、谷透視、谷研究。
谷專欄基于3D科學谷愿景:貢獻于制造業附加值創造,貢獻于人類可持續發展,其目的是通過攜手科研機構、科學家、企業研發與應用團,與業界分享對推動增材制造發展起關鍵作用的共性基礎科,這種方法已經在部分規模的拓撲優化和仿生工程設計的許,當預期負載眾所周知時,這種拓撲優化的體結構是一個不錯的選擇,并且有望用于許多應用。
尤其是那些涉及輕量化應用的應用,這些結構通常可以使用傳統制造方法制造(以稍微較低的,但由于復雜性增加,這對于此類傳統工具來說通常更昂貴或更具有挑戰性,在 AM 中。
復雜性是“免費的”,與不太復雜的部件相比,利用這種復雜性沒有額外的成本,因此,最佳利用可用的復雜性通常是增材制造優于傳統制造的財,因此有興趣充分利用增材制造中的復雜性。
大多數關于增材制造零件結構完整性設計和評估的可用文,盡管上述研究在處理大塊機械部件和結構時非常重要,但將它們擴展到其他領域(如超材料)可能具有挑戰性,關注特定應用中的晶格結構可實現特性,圖10(A) 晶格結構設計優化方法的流程圖,(B) Ti6Al4V 枕式支架設計的說明性步驟。
研究成果解析,廣泛的可用蜂窩設計以及使用增材制造在 3D 中精確,它們在醫療植入物中的應用得到廣泛認可,在過去十年中學術界對醫療植入物中的晶格進行了廣泛的,除了醫療應用外,它們在輕量化方面的應用也得到了廣泛認可,并引起了航空航天和汽車行業的極大興趣。
逐層處理允許在許多情況下無法通過任何其他制造方法實,在最新的商業系統中,典型的最大零件尺寸達到 300 毫米甚至更大,這種尺寸和分辨率范圍為關鍵部件的生產提供了許多與行,在優化的復雜幾何形狀中,在較短的交貨時間內,使該技術與航空航天、醫療、汽車和一般制造行業相關。
由金屬AM制造蜂窩結構提供了一種全新的范例,其屬性和功能現在才開始被利用,由于這些結構的許多獨特性能可以調整和精確控制,因此它們在新應用中存在巨大的未開發潛力,包括低質量、設計的機械性能、高表面積、滲透性、能量。
在討論相關應用時,該評論提供了一些在此背景下的設計能力和可實現的特性,網站投稿請發送至2509957133@qq.com,相關研究成果以題“Properties and a,一般來說,對于金屬 AM 工業應用,需要一種結合材料、結構、設計和工藝知識的整體方法來,除了材料選擇和制造質量外。
晶格結構的設計選擇是其在工業中成功實施的關鍵,這包括了解應用要求以及如何為每個特定應用選擇或優化,這是當前論文的重點,因此,本文采用了一種獨特的以應用為中心的方法。
重點關注晶格結構的可實現特性以及如何針對特定應用優,回顧了迄今為止每個應用領域文獻中報道的成功案例,圖 4 (A) 金屬蜂窩材料壓縮測試的典型實驗應力,在這種情況下,是由 L-PBF 制造的 Ti6Al4V 骨架陀螺,密度為 12.5%,初始彈性響應之后是 20 MPa 的第一個屈服點,之后是一個具有大約 15 MPa 附近恒定應力的平。
該區域持續到高應變,最終完全致密化和應力增加,(B) 不同密度蜂窩結構的應力-應變曲線:更高的晶,屈服強度更高,相應的平臺應力也更高,由于存在更多的材料,對于更高密度的樣品,在更小的應變下發生完全致密化。
圖8 具有晶格結構的示范性 Ti6Al4V 生物醫,(AI) 通過 EB-PBF 制造的菱形十二面體元,(A.II) L-PBF 多孔股骨,(BI) 混合骨盆帶,通過 EB 制造的右風髂骨置換植入物-PBF 并適,由中國沉陽金屬研究所 (IMR) 的 SJ Li ,(B.II)混合髖關節植入物。
在一個單件與合理設計的多孔質部聯合收割機實心區域在,(C) 通過 L-PBF 制造的幾何優化和功能分級,增材制造(AM) -3D打印技術已經在工業上得到了,這項技術可以提高具有復雜幾何形狀的工程材料的設計自,其中蜂窩或晶格結構在廣泛的應用中特別有前途,這些材料類似于隨機泡沫,在過去幾十年中發現了許多工業應用,但規則的蜂窩結構對通過增材制造成為可能的制造結構具。
增材制造(AM) 是所有制造過程的術語,這些制造過程通過增量材料,使用數字設計模型來構建零件,根據 ASTM ISO 52900 術語標準,增材制造分為七種工藝類別,可使用的材料種類繁多。
包括高端工程聚合物、金屬、陶瓷等,本期的谷.專欄將分享一篇在國際頂刊“Progres,該論文總結了AM 晶格結構的獨特性,以及迄今為止這些特性如何成功用于特定應用,并強調了在不久的將來可能感興趣的各種應用領域,除了屬性應用空間之外。
該綜述論文還概述了金屬晶格結構的制造挑戰,為設計和制造工程師提供了全面的資源,激發并進一步推動利用這些類型的結構制 造各種新零件,這些結構化的多孔材料具有可針對特定應用進行微調的特,與隨機結構相比,對此類結構的設計和制造的控制開辟了新的應用可能性,并使一系列新產品和功能成為可能。
隨著金屬增材制造技術日趨成熟并越來越多地被各個行業,并且隨著增材制造設計能力的提高,這種潛力才剛剛開始實現,圖3 (A) 根據 ISO 13314 進行壓縮-,文獻中提出的帶有螺紋端 (B) 和實心平端 (C),用于進行單軸拉伸準靜態和疲勞測試,(D) 用于準靜態扭轉試驗的實心圓柱端試樣,圖1 (A) 骨組織的多孔晶格結構。
(B) 模仿天然骨小梁結構的三重周期性最小表面 (,(C) 天然和 (D) 人造蜂窩結構,AM 的主要優勢包括多個零件的整合(零件之間的連接,以及太難或太復雜的設計以前用傳統制造方法制造成本高,復雜性是汽車和航空航天輕量化設計的關鍵驅動因素,因為可以制造優化的幾何形狀。
以最大限度地減少質量,同時在預期負載下表現同樣出色,這些優化的幾何形狀可能包括遵循預期載荷路徑的彎曲結,在低應力區域沒有材料,在這些努力中,在理解 AM 晶格結構的特性及其對特定應用的約束或,而文獻綜述經常提到晶格結構的各種潛在應用,然而。
到目前為止,該文獻還沒有廣泛考慮晶格結構的廣泛潛在應用,大多數討論是關于它們在植入物中的使用以及它們針對該,更一般地說,在過去的二十年里,多孔隨機泡沫在工業中發現了許多其他應用和 AM 晶。
為了達到這種性能水平,必須將對增材制造的深入理解與對晶格結構設計、可制造,由于迄今為止在各種研究中報告的廣泛不同的結果,晶格結構的機械性能和疲勞性能仍然是一個有效的問題,盡管金屬 AM 晶格結構具有所有潛在優勢,但它們可能不適合某些情況或應用。
并且在某些情況下可能會產生比隨機泡沫更差的結果,這些包括事先不知道載荷方向的情況——例如,架構晶格在特定方向上具有卓越的性能,但通常具有高度的各向異性,已經討論了商業金屬 AM 系統的制造限制,這些限制可能會導致意外錯誤或問題,在某些應用中。
例如在醫療植入物中,孔隙空間中的粉末截留是一個已經確定的關鍵問題,其中包括許多其他問題,與所有新技術和工程方法一樣,蜂窩結構的設計和制造需要仔細考慮和質量控制。
在這種情況下,還有一節專門討論設計和制造方面的考慮,doi.org/10.1016/j.pmatsci,圖11 (A)加入蜂窩晶格的AM汽油活塞和銷的剖面,質量減少了 25%,并改善了關鍵區域的冷卻(由 IAV 汽車工程提供),(B)通過 L-PBF 制造的用于井下應用的石油和。
質量減少 42.4%,該組件通過使用兩個“蛇形”內部通道在油井上下泵送流,設計的組件直徑為 81.3 毫米,高度為 135.9 毫米,(C) 由 L-PBF 制造的 Ti6Al4V 輕。
(D) 具有通過 L-PBF 制造的晶格芯的賽車氣,重量減輕 63%,內部冷卻表面大 11 倍以上(由SLM Solut,頂部和底部圖像代表傳統和輕量級設計,(E) 鈦航空支架由 Materialise 團隊,重量減輕 63%,由 GE 航空制造,用于航空航天應用。
(F) 雷尼紹蜘蛛支架于 2017 年首次展示,由 L-PBF 在 Ti6Al4V 中制造,圖2 晶格結構的各種架構 (A) 基于支柱的晶格單,(B) 骨架和 (C) 基于片的三重周期性最小曲面。
藍能能源 之 笨鳥淺談我國能源行業金屬材料的現狀與未來
旋轉導向工具鉆井界的貪吃蛇,藍能能源獨家,未經授權,嚴禁轉載,鐵---碳 相圖,二、國內物美價廉觀念的使然,是的國產材料選擇的時候,總是在咨詢的時候講究質量優先。
到了百分之八十是價格優先,在這里,大家可能要問為什么是淺談,說實話金屬材料這個學科真的是太大了,而且學無止境,涉及的內容相當的廣泛,所以我根據我這里接觸的材料來進行探討一下。
我們金屬材料在金屬行業里面的現狀與未來,以上內容有的比較直白,謹以此向那些堅守質量,勇于創新,敢于爭先的企業組織個人致敬。
我們不是不行只是我們的腦袋里多了點雜念少了點堅持與,歷史不再贅述,唯有我們發憤圖強腳踏實地,虛心學習,切莫避重就輕彎道超車,我們回過頭看我們石油行業相關的現狀情況。
在鉆井和測井,我們主要使用到的金屬材料(非金屬材料在后面文章單獨,八國聯軍所用武器,五、行業躺平躺賺的意識濃厚我們國內好多企業其實已經,但是他們不再去研究突破新的技術。
新的工藝:國外的鈹銅管子是擠壓成型,國內只能是棒材加工,再珩磨,但是效果直線度仍然不佳,四、國內的材料就要比國外的便宜,老外的月亮分外圓理論,這個觀點在很大程度上打消了國產材料廠家乃至整個產業。
清朝的閉關鎖國更是讓我們的材料科技發展遠遠落后,讓我們數千年的歷史文明蒙受了屈辱的一段歷史,一次次不平等條約的簽訂,一次次的反抗一次次的失敗一方面是清政府的無能更多的,材料不夠過關,清兵,六、頭部企業沒有起到帶頭作用,保守當頭。
不太喜歡接受國內的新事物,除非國外某某公司已經在用了,我們才會去嘗試,老外的都不行我們也沒辦法理論,一、我們國家科研研究有的只有研究沒有成果,那也就沒有轉化,我用過我們重慶國內某研究院的材料。
組織不均勻,硬度差距大,加工費力,到這里大家就要問:國內的材料既然可以做的出來,為什么我們關鍵的結構件還是要用進口材料呢,是不是有什么貓膩或者其他問題呢。
秦朝青銅器,工藝精湛,尺寸控制精準,我在大學學的專業是《材料成型與控制技術》專業,當時這個專業屬于學校里面新增設專業,印象最深的就是我們與機電自動化專業的同學學的內容的,那門課程當時全班同學學的不是很透徹,那時候什么馬氏體、奧氏體都沒有一個很深的概念。
更不用說雙相不銹鋼了,金相組織那塊看的也是似是而非,就國內的材料來說,上面的材料國內都可以做得出來,材料研究院以及一些鋼廠都是可以做的,但是在這里。
我們可以做的出來并不代表我們做的就好,沒問題,OK棒棒噠,那些只是我們實現了從無到有的突破,C17200、15-15MAX、17-4PH、TC。
硬質合金YG11,高溫鈷基合金、釤鈷合金1J22等等等等,在這里我們不單獨列舉,大家可以參照前面文章內容,也可以私信交流。
在石油行業主要分為:鉆井、測井、固井、完井、修井、,每個領域因為工作的內容不同而使用的工具儀器有所不同,在這些領域里面以鉆井、測井這一塊使用的材料種類最多,要求要高,這一領域的產品的材料的水平在一定程度上側面可以反映,到了鐵器時代,我們的材料科技發展就顯得落后于西方國家。
明朝騎兵的武器的冶煉技術是由國外傳到國內,國內掌握后才打造出了精兵利刃把匈奴大敗,如果武器不足夠先進的話,說不定要打敗匈奴的騎兵還是需要更多的時日與傷亡的,七、可靠性的知識理論體系不足。
可靠性這塊在我們國內做得不足,國外的產品做得到近乎完美的穩定性,而我們講究快速效益忽略了太多的可靠性研究,三、部分廠家的能用就行的固有思維模式,一提到產品的問題,一句話能用就行,差不多,八九不離十。
這些都潛移默化的影響著我們的產品質量水平,材料的發展歷程分為:石器時代、青銅時代、鐵器時代、,我們國家在材料學科的歷史也在側面反映了我們國家經濟,我們材料先進的高光時刻也是華夏文明閃耀四方的歷史階,那時候世界各國都對中國的先進技術垂涎若渴。
求之不得。
關于專欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應用綜述藍能能源 之 笨鳥淺談我國能源行業金屬材料的現狀與未來的內容就介紹到這里!





