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2、專欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應用綜述
銑削加工刀具材料選用及銑削刀具技術資料
4、高硬度鋼，（1）易切削鋁合金，6、鈦合金(Ti6Al6V2Sn)，采用陶瓷刀具可切削硬度達HRC63的工件材料，如進行工件淬火后再切削。
實現“以切代磨”，切削淬火硬度達HRC48～58的45鋼時，切削速度可取150～180m/min，進給量在0.3～0.4min/r，切深可取2～4mm，粒度在1μm，TiC含量在20%～30%的Al2O3-TiC陶瓷，在切削速度為100m/min左右時。
可用于加工具有較高抗剝落性能的高硬度鋼，Inconel 718鎳基合金是典型的難加工材料，具有較高的高溫強度、動態剪切強度，熱擴散系數較小，切削時易產生加工硬化，這將導致刀具切削區溫度高、磨損速度加快，高速切削該合金時，主要使用陶瓷和CBN刀具。
木工刀具網(http://www.zjwoodto，2、鑄鐵，該材料在航空航天工業應用較多，適用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，進給量在3～12m/min，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°。
刃傾角可達25°，鈦合金強度、沖擊韌性大，硬度稍低于Inconel 718，但其加工硬化非常嚴重，故在切削加工時出現溫度高、刀具磨損嚴重的現象，日本學者T.Kitagawa等經過大量實驗得出。
用直徑10mm的硬質合金K10兩刃螺旋銑刀(螺旋，可達到滿意的刀具壽命，切削速度可高達628m/min，每齒進給量可取0.06～0.12mm/z，連續高速車削鈦合金的切削速度不宜超過200m/mi，7、復合材料，對鑄件，切削速度大于350m/min時。
稱為高速加工，切削速度對刀具的選用有較大影響，當切削速度低于750m/min時，可選用涂層硬質合金、金屬陶瓷，切削速度在510～2000m/min時。
可選用Si3N4陶瓷刀具，切削速度在2000～4500m/min時，可使用CBN刀具，氮氧化硅鋁(Sialon)陶瓷韌性很高，適合于切削過固溶處理的Inconel 718(HR，Al2O3-SiC晶須增強陶瓷適合于加工硬度低的鎳。
加拿大學者M.A.Elbestawi認為，SiC晶須增強陶瓷加工Inconel 718的最佳，切深為1～2mm，進給量為0.1～0.18mm/z，鑄鋁合金根據其Si含量的不同，選用的刀具也不同，對Si含量小于12%的鑄鋁合金可采用K10、Si3。
當Si含量大于12%時，可采用PKD(人造金剛石)、PCD(聚晶金剛石)及，對于Si含量達16%～18%的過硅鋁合金，最好采用PCD或CVD金剛石涂層刀具，其切削速度可在1100m/min，進給量為0.125mm/r，1、鋁合金，5、高溫鎳基合金。
鑄件的金相組織對高速切削刀具的選用有一定影響，加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/mi，可使用CBN或Si3N4，當以鐵素體為主時，由于擴散磨損的原因。
使刀具磨損嚴重，不宜使用CBN，而應采用陶瓷刀具，如粘結相為金屬Co，晶粒尺寸平均為3μm，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=，宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵。
粘結相為陶瓷(AlN+AlB2)、晶粒尺寸平均為1，在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時，在切削速度小于1100m/min時，隨切削速度的增加，刀具壽命也增加，高硬度鋼(HRC40～70)的高速切削刀具可用金屬，（2）鑄鋁合金，金屬陶瓷可用基本成分為TiC添加TiN的金屬陶瓷。
其硬度和斷裂韌性與硬質合金大致相當，而導熱系數不到硬質合金的1/10，并具有優異的耐氧化性、抗粘結性和耐磨性，另外其高溫下機械性能好，與鋼的親和力小，適合于中高速(在200m/min左右)的模具鋼SK。
金屬陶瓷尤其適合于切槽加工，金屬陶瓷刀具占日本刀具市場的30%，以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學穩定性好，但抗彎強度及導熱性差，適于切削速度在400～800m/min的小進給量、。
Carboly公司用TiCN作為基體、結合劑中少鉬，Kyocera公司用TiN來增加金屬陶瓷的韌性，其加工鋼或鑄鐵的切深可達2～3mm，CBN可用于銑削含有微量或不含鐵素體組織的軸承鋼或，切削速度對鋼的表面質量有較大的影響。
根據德國Darmstadt大學PTW所的研究，其最佳切削速度為500～800m/min，當切削速度高于1000m/min時，PCBN是最佳刀具材料，CBN含量大于90%的PCBN刀具適合加工淬硬工具。
碳化硅晶須增強氧化鋁陶瓷在100～300m/min，切削速度高于500m/min時，添加TiC氧化鋁陶瓷刀具磨損較小，而在100～300m/min時其缺口磨損較大，氮化硅陶瓷(Si3N4)也可用于Inconel 7，木工刀具論壇“zjwoodtools”[微信號]，目前。
涂層硬質合金、金屬陶瓷、非金屬陶瓷、CBN刀具均可，其中涂層硬質合金可用切削液，用PVD涂層方法生產的TiN涂層刀具其耐磨性能比用，因為前者可很好地保持刃口形狀，使加工零件獲得較高的精度和表面質量。
銑削加工刀具材料選用通常有如下7種：，航天用的先進復合材料(如Kevlar和石墨類復合材，以往用硬質合金和PCD，硬質合金的切削速度受到限制，而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質合金或高速鋼，用陶瓷刀具則可實現300m/min左右的高速切削。
3、普通鋼。
專欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應用綜述
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，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，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，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。
網站投稿請發送至2509957133@qq.com，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，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，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，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，關注特定應用中的晶格結構可實現特性。
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，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，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，相關研究成果以題“Properties and a，doi.org/10.1016/j.pmatsci，研究成果解析，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。
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，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，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，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，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，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，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，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。
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