關於增（zēng）材製造，近期動態（tài）多則
2023-12-20 來源：機床協會 作者：-
1. 航空增材製（zhì）造技術中的跨尺度力學（xué）研究進展
近日，來自中國航（háng）空研究院的研發團隊在《航空（kōng）材料學報》期刊發（fā）表《航空增材製造技（jì）術中（zhōng）的跨尺度力學研究進展》一文，針對增材製造工藝所產生的各類（lèi）不均勻微結構進（jìn）行及其所帶來的跨尺度力學性能特性進行了綜述。
該（gāi）文分別介紹了不同（tóng）尺度下典型微結構特征，這些微結構特（tè）征尺度從大到小分別為堆疊方向（xiàng）與掃描平麵的各向異性、掃描平（píng）麵內的魚鱗紋樣、匙孔和偏析等微觀缺陷、晶粒的邊界與（yǔ）取向、晶（jīng）格的缺陷（xiàn）等。這些微結構是影響增材製造金屬材料性能、各向異性以及分（fèn）散性的重要原因之一。而一些（xiē）研究表明，由於金屬塑性變形機製由位錯主導，而（ér）微觀結（jié）構往往會（huì）限製位錯運動，因此這些微觀不均勻結（jié）構並非總是不利於材料的（de）力學性能：在剛（gāng）度、強度、硬度方麵（miàn），增材製造的金屬材料能夠達到（dào）甚至超越傳統製造的材料，這也（yě）符（fú）合金屬材（cái）料的相（xiàng）增強規（guī）律。
因此，文章就這一現象（xiàng）的理論方法與研究做了（le）進一步回顧，並提出增（zēng）材製造金屬材料有望進一步提高其強韌性能的機理（lǐ）和途徑，從而促進金屬增材製（zhì）造工藝在航空（kōng）結構中的應用，並展（zhǎn）望了該方向的理（lǐ）論（lùn）與方法的發展。
2. 鉑（bó）力特BLT-A400 3D打印設備助力用戶業務升級
深圳嘉立創科技集（jí）團股份有限（xiàn）公司是一家集（jí）電（diàn）子和機械產業（yè）一站式服務於一體（tǐ）的基礎設施服務提供商，為了更好地滿足用戶“快交付、高品質、定製化、一站式”的需求，引入了鉑（bó）力特BLT-A400 金屬3D打印設備。設備投（tóu）產後，在3D打印質量（liàng）、生產效率、良品率、交付周期等方麵（miàn）有（yǒu）了較大提升，目前產品尺寸精度能（néng）保持（chí）在±0.2mm以內，通過優化成形參數可使產品（pǐn）表麵質量（liàng）維持在（zài）Ra2-16之間（jiān），符合工藝驗收標準。基於鉑力特針對不同打印材料特性提供的支撐模板，產線生產效率提升了30%。生產中，針對薄壁、鏤空等不同結構的產品，鉑力特（tè）專門匹配了對應（yīng）的成形工藝參數包，產品良（liáng）品率高達（dá）97%。
3. 西安交大：增強鈦纖維能有效提升DED增材製造Al5183鋁合金（jīn）的力學性能
為了改善增材製造的Al5183鋁合金的力學性能，西（xī）安交大方學偉副（fù）教授及其團隊在增材製造頂刊Additive Manufacturing期刊上發表題為《鈦纖（xiān）維增強鋁基複合材料增（zēng）材製（zhì）造工藝研究》的科研文章。
該研究團隊首次利用基於（yú）金屬線的定向能量沉積（jī）弧製造（DED-arc），采用雙（shuāng）線供給係統製造了鈦纖維（wéi）增（zēng）強鋁（TFRA）組件。通過精確控製鈦合金線的供給路徑和電弧熱輸入，保持了鈦纖維的固態狀態。鈦合金線與鋁合金基體之間的界麵厚度約（yuē）為3-10µm，具有漸變的化學成分過渡，沒有（yǒu）明顯的裂紋傾向（xiàng）。
結果顯（xiǎn）示，與（yǔ）沒有增（zēng）強（qiáng）纖維（wéi）成分（fèn）的鋁組件相比（bǐ），添加10.5%體積分數的鈦纖維之後，鈦纖維增強鋁組件的屈服強度和抗（kàng）拉強度分別提高了124%和33%。同時，其衝擊能量從原始值的7.9 J增加到18.0 J，增加（jiā）了128%。
4. 德國（guó）太空飛機用AS-1增材製造發（fā）動機首次（cì）點火試車成功
當地時間2023年11月22日，德國航空航天（tiān）初創企業POLARIS公司的增材製造AS-1發動機首（shǒu）次點火試車成功。POLARIS將AS-1發動機安裝到MIRA驗證版太空飛機上，預（yù）計在今年年底首次使用AS-1發（fā）動機飛行。
據悉，AS-1發動機是2023年10月初由（yóu）德國增材製造（zào）製造商AM Global提供的2台之一，用（yòng）於（yú）MIRA太空（kōng）飛機的飛行測試。該（gāi）發動機的主要材料是（shì）Inconel合金。
POLARIS公司正在開發（fā）一係列linear aerospike火箭發動機，為其太空飛機提供動力。該公司表示，與（yǔ）傳（chuán）統火（huǒ）箭發動機相比，這（zhè）種發動機有望（wàng）顯著提高效率。POLARIS公（gōng）司認為，憑借3D打印的最新進展，它可以克服發動機的一些設計挑戰，特別是如何冷卻發動機。
POLARIS公司於今（jīn）年4月份獲得了一份德國軍事合同，研究在航天飛機演示機中使用linear aerospike火箭發動機的潛力。正在開發的linearaerospike發動機可實現發動機和（hé）機身集成，實現太空飛機的扁平翼設計（jì）。
5. 破解3D打印（yìn）困境（jìng），通過算（suàn）法對增材製造零件微觀結構的異（yì）質性進行預測
激光粉（fěn）末床熔融（L-PBF）可以很好地控製零件的幾（jǐ）何形狀，對於製造小批量的複（fù）雜零件（jiàn）來說是一項有吸引力的技術。然而，即使使用恒定的加工條件（激光功率、掃描（miáo）速度等），零件（jiàn）幾（jǐ）何形狀和掃描路徑的（de）相互作用也會改變3D打印材料（liào）所經曆的複雜條（tiáo）件。這（zhè）些複雜條件（jiàn）的差異可能導致（zhì）不同的凝固微（wēi）觀結構、殘餘應（yīng）力分布以及其（qí）他可能影響零件性能的（de）因素。
在ORNL橡樹嶺國家實驗室最近發表在《增材製造》雜誌上的論文“利用（yòng）數字線程對增材製造零（líng）件中基於物理的微（wēi）觀結構異（yì）質（zhì）性進行預測”中，展（zhǎn）示了一（yī）種經過（guò）驗證的計算方法來預測（cè）不鏽鋼（gāng）316-L零件中不同區域凝固條件的影響。
6. 3項增材製造（zào）項目獲（huò）得中國技協2023年職工技術成果特等獎
近日，中國職工技術協會宣布了61個項目獲得2023年職（zhí）工（gōng）技術創新成果特（tè）等獎，其中包括3個（gè）增材製造項目，分（fèn）別是：北（běi）京動力機械研（yán）究所的《激光增材製造密（mì）集狹長流道質量可靠性提升技（jì）術》，中國航發（fā）商用航空發動機有限責任公司的《增材（cái）製（zhì）造複雜微（wēi）細（xì）內流道表麵（miàn）光整技術及裝備開（kāi）發》，以及易加三維增材技術（杭州）有限公司的《多（duō）激光大尺寸選區（qū）熔化增材製造裝備及（jí）應用》。
（來源：3D科學穀等公開信息 摘編整理：張芳麗（lì））
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