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激光熔丝定向能量沉积增材制造技术研究现状与发展趋势
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作者 袁宇成 宋军 +3 位作者 罗加杰 李祥如 宋波 史玉升 《材料工程》 北大核心 2025年第5期1-16,共16页
随着航空、航天、航海等领域的发展,高端装备的服役条件愈加苛刻,对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术,又称为3D打印技术,相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著,有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的... 随着航空、航天、航海等领域的发展,高端装备的服役条件愈加苛刻,对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术,又称为3D打印技术,相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著,有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的结构打印。激光熔丝定向能量沉积(wire-based laser directed energy deposition, W-LDED)技术作为增材制造技术的重要分支,具有高效率、高精度和高材料利用率等显著优势,在高端装备制造领域具有广阔的应用前景。尽管W-LDED技术具有诸多优点,但其工艺参数选择、多次热循环以及制造过程精确控制和可重复性等方面仍存在诸多挑战,沉积质量和制造稳定性受多种因素影响,如何解决这些现状难题是当前国内外的研究重点。基于此,本文从工艺参数优化、沉积质量分析和组织成分调控三个方面对W-LDED技术的研究现状进行了详细介绍,分析了不同参数对成形质量和制造稳定性的影响,提出了优化策略,进一步总结了W-LDED技术当前的应用场景,并对该项技术的未来发展趋势提出了设想,包括材料创新设计与发展多功能复合材料、成形机理研究、建立工艺-缺陷-组织性能预测模型、增/减材一体化制造新方法和大尺寸、高精度、多功能装备开发。 展开更多
关键词 制造 激光定向能量沉积 沉积质量分析 组织成分调控
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钛/钢层状复合板的激光熔丝增材制造修复技术研究 被引量:1
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作者 郑守峰 张鹤天 +1 位作者 郑雨亮 徐荣正 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期361-367,共7页
针对钛/钢层状复合板在服役过中钛复层易遭受腐蚀,减低其使用寿命的问题,以轧制成形的TA1(3 mm)/Q235(7 mm)层状复合板中钛复层(1.5 mm)的缺陷修复为对象,研究采用激光熔丝增材制造技术对其进行修复的可行性,分析修复区组织与性能,以及... 针对钛/钢层状复合板在服役过中钛复层易遭受腐蚀,减低其使用寿命的问题,以轧制成形的TA1(3 mm)/Q235(7 mm)层状复合板中钛复层(1.5 mm)的缺陷修复为对象,研究采用激光熔丝增材制造技术对其进行修复的可行性,分析修复区组织与性能,以及修复过程对于钛-钢界面的影响。结果表明,当修复参数采用激光功率1 300 W、离焦量-40 mm、送丝速度2.5 m/min、扫描速度1 mm/s时,可以有效实现复合板钛复层缺陷的修复。修复过程几乎对钛-钢复合板原始界面过渡层组织未产生明显影响。组织分析发现,修复区组织主要由针状马氏体、魏氏体和少量锯齿状α晶粒组成,热影响区由粗大α晶粒、粗大锯齿状α相、以及针状α晶粒构成,母材区是由均匀的等轴α晶粒组成。修复区的最大显微硬度达到201.8 HV,修复的钛-钢复合板抗拉强度为461 MPa,断裂于钛复层热影响区处,呈现韧性断裂特征。 展开更多
关键词 激光制造技术 钛/钢复合板 修复技术 微观组织 力学性能
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“熔丝增材制造”专栏序言
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作者 黄健康 《材料工程》 北大核心 2025年第5期F0002-F0002,共1页
随着我国工业制造领域的持续自主创新与高端技术突破,轻量化、智能化与绿色制造已成为先进制造业的发展主流。然而,当前传统高端装备制造领域面临材料成本高、制造周期长、零部件结构复杂及材料利用率低等挑战;因此,以增材技术为代表的... 随着我国工业制造领域的持续自主创新与高端技术突破,轻量化、智能化与绿色制造已成为先进制造业的发展主流。然而,当前传统高端装备制造领域面临材料成本高、制造周期长、零部件结构复杂及材料利用率低等挑战;因此,以增材技术为代表的先进制造技术成为我国制造业创新驱动发展的动力,特别是金属加工行业,增材制造发展出铺粉与熔丝两条主要技术路线。对于熔丝增材制造技术,由于其高效成型能力、超大尺寸的打印能力、较好的材料适用性等诸多优势,已成为增材制造领域新的增长点,并发展出电弧熔丝增材、激光熔丝增材以及丝材的搅拌摩擦增材技术。其中,电弧熔丝增材制造(WAAM)技术以高材料利用率、高效制造能力及低成本等优势,实现了复杂结构件的高效制造,进一步缩短研发周期,提升装备的定制化生产能力和快速响应能力。而基于丝材连续进给的搅拌摩擦增材制造(W-FSAM)技术,有效克服了固态增材制造大型结构过程中不连续送料和黏结缺陷的问题,可制备变径结构、半球体及法兰环等近净成形、全致密化的无支撑复杂构件。 展开更多
关键词 制造 电弧
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钛合金熔丝增材制造的研究现状与应用领域
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作者 陈超 张梦莹 +2 位作者 李文龙 赵小辉 孟瑶 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-19,共19页
钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有... 钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、医学等领域的广泛应用,但由于钛合金加工难度高,使得传统加工的方式造成模具消耗加重、制造周期长。熔丝增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的先进制造工艺,凭借其直接成形的独有优势在钛合金制造方面受到广大学者的关注。本文从文献研究入手,以钛合金为材料,从金属熔丝增材制造技术的原理、特点、分类入手,描述几种常见的熔丝制造技术,并对其应用领域以及面临的挑战和未来发展趋势进行研究论述。 展开更多
关键词 钛合金 制造 制造 制造技术 发展趋势
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镍夹层添加对激光熔丝增材制造钛/钢金属复合材料界面组织与性能影响研究 被引量:2
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作者 程建 徐荣正 +1 位作者 丁冬 张鹤天 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第6期37-42,共6页
针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物、恶化界面性能的问题。选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明... 针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物、恶化界面性能的问题。选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明:添加Ni夹层的钛/钢复合材料的界面主要由Fe/Ni界面和Ti/Ni界面组成。其中,对于Fe/Ni界面Fe和Ni形成了无限固溶体,且未发现明显的裂纹和气孔等缺陷,实现了良好的冶金结合;在Ti/Ni界面中含有TiFe、TiNi_(3)、TiNi、Ti_(2)Ni等多种脆性金属间化合物,界面最大硬度达到670.1 HV。界面结合强度的微区拉伸试验显示,其结合强度为30.5 MPa,断裂于Ti/Ni界面位置,呈脆性断裂特征。 展开更多
关键词 激光制造 TC4/309L复合 Ni夹层 金属间化合物 组织 力学性能
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电子束熔丝增材制造Ti-6Al-4V钛合金研究进展 被引量:1
6
作者 王明志 胡嘉南 +5 位作者 辛社伟 张思远 刘志博 张家豪 杨义 王皞 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期912-923,共12页
电子束熔丝增材制造技术因其电子束能量密度高、所处真空环境等优势,逐渐成为金属增材制造领域的研究热点之一。回顾了电子束熔丝增材制造技术的发展历程及现状,介绍了一种新型电子束熔丝增材制造技术——同轴送丝电子束熔丝增材制造。... 电子束熔丝增材制造技术因其电子束能量密度高、所处真空环境等优势,逐渐成为金属增材制造领域的研究热点之一。回顾了电子束熔丝增材制造技术的发展历程及现状,介绍了一种新型电子束熔丝增材制造技术——同轴送丝电子束熔丝增材制造。结合作者课题组近几年的研究工作,针对Ti-6Al-4V钛合金的成形缺陷、显微组织及力学性能,对传统电子束熔丝增材制造技术和同轴送丝电子束熔丝增材制造技术进行了对比论述,其中同轴送丝电子束熔丝增材制造有望沉积β晶粒更细、更等轴的钛合金构件。最后结合当前研究存在的不足,对电子束熔丝增材制造的发展给出了建议。 展开更多
关键词 制造 电子束 TI-6AL-4V 缺陷 显微组织 力学性能
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金属激光熔丝增材制造工艺的研究进展 被引量:14
7
作者 果春焕 严家印 +4 位作者 王泽昌 袁丁 王建东 牛中毅 姜风春 《热加工工艺》 北大核心 2020年第16期5-10,共6页
激光熔丝因其生产成本低、沉积速率高且可制备大型金属构件的特点受到了越来越多的关注,但其在成型稳定性控制和组织改善等工艺方面仍存在很多挑战。阐述了近年来国内外在激光熔丝工艺优化方面取得的主要研究成果以及有待进一步深入研... 激光熔丝因其生产成本低、沉积速率高且可制备大型金属构件的特点受到了越来越多的关注,但其在成型稳定性控制和组织改善等工艺方面仍存在很多挑战。阐述了近年来国内外在激光熔丝工艺优化方面取得的主要研究成果以及有待进一步深入研究的方向。 展开更多
关键词 激光 制造 沉积速率 成型稳定性 成型质量
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钛合金激光熔丝增材制造的温度场与应力场模拟 被引量:10
8
作者 任朝晖 刘振 +1 位作者 周世华 段景曦 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期551-556,共6页
激光熔丝增材成形过程中复杂热循环和残余应力分布会使沉积层产生较大的变形甚至开裂.利用ABAQUS软件建立其完全热力耦合有限元模型,采用移动热源子程序模拟激光加载,生死单元技术模拟材料的添加.综合考虑了材料的熔化潜热、对流/辐射... 激光熔丝增材成形过程中复杂热循环和残余应力分布会使沉积层产生较大的变形甚至开裂.利用ABAQUS软件建立其完全热力耦合有限元模型,采用移动热源子程序模拟激光加载,生死单元技术模拟材料的添加.综合考虑了材料的熔化潜热、对流/辐射换热边界条件、随温度变化的材料非线性等问题,研究Ti-6Al-4V钛合金单道多层薄壁件沉积过程中的热循环特性和残余应力分布.结果表明:沉积成形经历了快速加热、快速冷却的过程,随着层数的增加,热累积效应增强;沉积层整体呈拉应力状态,易产生裂纹等缺陷. 展开更多
关键词 激光 温度场 残余应力 TI-6AL-4V钛合金 完全热力耦合
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超声微锻造辅助激光熔丝增材制造数值模拟研究 被引量:8
9
作者 任朝晖 刘振 +1 位作者 张小双 张兴文 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1590-1594,1599,共6页
激光熔丝增材制造技术能大大提高制造效率,但制件存在复杂的残余应力,导致制件内部缺陷多.为了解决这些问题,将超声微锻造与滚压相结合对制件表面进行高频率击打,使金属表层产生塑性变形,将原有的拉应力转变成压应力.以TC4为研究对象,利... 激光熔丝增材制造技术能大大提高制造效率,但制件存在复杂的残余应力,导致制件内部缺陷多.为了解决这些问题,将超声微锻造与滚压相结合对制件表面进行高频率击打,使金属表层产生塑性变形,将原有的拉应力转变成压应力.以TC4为研究对象,利用ANSYS对激光熔丝过程进行热-结构耦合数值模拟,并施加超声滚压微锻造,分析微锻造前后应力场的变化情况.研究结果表明:激光熔丝熔覆层应力分布更加均匀,拉应力减小,甚至转化为压应力,有效地抑制制件内部缺陷的形成. 展开更多
关键词 激光制造 超声微锻造 热-结构耦合 残余应力 TC4钛合金
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激光熔丝增材制造温度场的红外热像监测 被引量:12
10
作者 朱进前 凌泽民 +2 位作者 杜发瑞 丁雪萍 李慧敏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期135-139,共5页
为实现对增材制造成形件的精确控形控性,必须要对其热过程有一定科学认识。以真空环境下激光熔丝增材制造单道成形为例,利用红外热像技术对其热过程进行监测。比较分析送丝速度对温度场、热循环、冷却速率的影响规律,利用红外热分析对... 为实现对增材制造成形件的精确控形控性,必须要对其热过程有一定科学认识。以真空环境下激光熔丝增材制造单道成形为例,利用红外热像技术对其热过程进行监测。比较分析送丝速度对温度场、热循环、冷却速率的影响规律,利用红外热分析对其成形熔敷道宽度及缺陷开展研究。结果表明:借助红外热像可实现对熔敷道温度场变化的监测,沿熔敷道长度成形方向,监测点对应最高温度和冷却速率分别呈现升高和降低趋势。随着送丝速度的增加,熔敷道长度1/4、2/4、3/4处监测点对应的冷却速率随之减小。此外,基于红外热分析可实现对熔敷道宽度预测以及对缺陷位置的定位。 展开更多
关键词 红外热像 制造 激光 速度
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真空环境下TC4激光熔丝增材制造工艺实验研究 被引量:3
11
作者 刘海涛 王星 《精密成形工程》 北大核心 2023年第11期100-106,共7页
目的针对TC4金属增材制造制备的零件质量差的问题,研究真空环境下不同工艺参数对TC4激光熔丝增材制造的影响规律。方法通过单因素单道工艺实验,研究激光功率、扫描速度、送丝比等工艺参数对单道沉积层形貌、宽度和高度的影响。结果当激... 目的针对TC4金属增材制造制备的零件质量差的问题,研究真空环境下不同工艺参数对TC4激光熔丝增材制造的影响规律。方法通过单因素单道工艺实验,研究激光功率、扫描速度、送丝比等工艺参数对单道沉积层形貌、宽度和高度的影响。结果当激光功率小于230W时,得到的单道表面形貌较为良好,熔覆层与基板区域结合较好,而当激光功率大于230W时,则会在初始段产生鱼鳞状缺陷。随着激光功率从150 W增大到230 W,单道截面宽度从0.582 mm增大到1.123 mm,增大了93.0%。单道截面高度从0.443mm降低到0.351mm,降低了20.8%。当扫描速度小于1.5mm/s时,单道表面也出现了“鱼鳞”状结构,导致质量下降;当扫描速度从1mm/s增大到5mm/s时,单道横截面宽度从1.003mm降低至0.887mm,降低了11.6%,而单道横截面高度则从0.332mm增大至0.353mm,只增大了6.32%。在不同送丝比情况下,单道表面形貌都较为良好,且随着送丝比从1增大至3,单道沉积层的高度从0.308mm增大至0.465mm,增大了51.0%。结论激光功率是影响单道沉积层表面形貌和横截面宽度的重要因素,而扫描速度对横截面宽度和高度的影响幅度都很小,其影响程度远不如激光功率显著,送丝比只对单道沉积层的高度影响显著。 展开更多
关键词 激光 制造 工艺实验 沉积层形貌
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钢/镍异种金属交织电弧增材制造成形机理
12
作者 张本顺 张政 +3 位作者 孙宏伟 苗玉刚 赵羽扬 刘雨 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期81-85,104,共6页
为了提升钢/镍异种金属管状结构(内壁为镍,外壁为钢)整体增材制造成形强度,采用电弧双丝增材制造技术,提出了由外向内、自下而上的双丝交织路径.利用红外热成像仪记录沉积过程温度场,利用背散射衍射(EBSD)对金相试样界面展开分析.结果表... 为了提升钢/镍异种金属管状结构(内壁为镍,外壁为钢)整体增材制造成形强度,采用电弧双丝增材制造技术,提出了由外向内、自下而上的双丝交织路径.利用红外热成像仪记录沉积过程温度场,利用背散射衍射(EBSD)对金相试样界面展开分析.结果表明,整体结构无明显裂纹及变形等缺陷;内层与外层在沉积过程中温度场变化数值较小,其对连续几何成形精度影响可基本忽略;钢与镍在界面处形成交错编织的形貌,两侧晶粒无明显的择优取向,两种金属以互溶的形式存在,交织界面存在明显的局部应力集中,晶粒未发生明显的再结晶现象且结构形式稳定.文中提出的交织路径可实现钢/镍异种金属界面固溶强化及界面自锁,为高性能异种金属结构增材制造提供解决思路. 展开更多
关键词 电弧制造 钢/镍异种金属 温度场 交织界面
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多丝电弧增材制造研究进展 被引量:1
13
作者 谭振 汪殿龙 +1 位作者 梁志敏 王立伟 《热加工工艺》 北大核心 2024年第17期1-7,19,共8页
航空航天事业的快速发展对高强度且轻量化的铝合金材料提出了更高需求,但是由于这些合金的自身物理特性,存在焊丝制备困难的问题,因此采用多丝电弧增材制造方法合成目标合金材料引起了越来越多学者的关注。同时为了得到组织均匀、性能... 航空航天事业的快速发展对高强度且轻量化的铝合金材料提出了更高需求,但是由于这些合金的自身物理特性,存在焊丝制备困难的问题,因此采用多丝电弧增材制造方法合成目标合金材料引起了越来越多学者的关注。同时为了得到组织均匀、性能稳定的产品,通过在线监测实现增材过程的调控也是一大难点。本文介绍了近年来众多学者在过程检测及控制、熔滴过渡调控和微观组织等方面做出的努力,总结了多丝电弧增材制造所存在的问题及面临的挑战,并对未来的研究目标及发展前景进行了分析。 展开更多
关键词 电弧制造 铝合金 滴过渡
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光丝同轴激光增材制造研究进展 被引量:11
14
作者 陈源 姜梦 +4 位作者 陈曦 马生翀 姜楠 雷正龙 陈彦宾 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期16-27,共12页
增材制造作为实现三维结构快速成形的技术,广泛用于航空航天、汽车交通等领域。当前,激光熔丝增材制造多依托于传统的激光焊接设备,采用旁轴送丝方式,在增材过程中,需调整激光头方向保证送丝和焊接头行进的相对方位,增大了复杂构件增材... 增材制造作为实现三维结构快速成形的技术,广泛用于航空航天、汽车交通等领域。当前,激光熔丝增材制造多依托于传统的激光焊接设备,采用旁轴送丝方式,在增材过程中,需调整激光头方向保证送丝和焊接头行进的相对方位,增大了复杂构件增材制造系统控制难度,损失了加工自由度。随着激光加工设备和技术的发展,近年来出现了一种可以解决上述问题的光丝同轴激光熔丝增材制造技术。由于此项技术刚刚起步,为了更好的理解光丝同轴激光熔丝增材制造技术的特性,本文从技术分类及原理、加工制造特性、成形精度控制以及增材件的组织性能等方面,论述了光丝同轴激光增材制造取得的研究进展,对比分析了光丝同轴技术与旁轴激光熔丝技术的差异性,阐述了用于光丝同轴技术的两种成形精度方法及特点,分析了光丝同轴增材件的组织与性能;最后,指出了光丝同轴技术未来的发展趋势。 展开更多
关键词 制造 激光 同轴 工艺特性 成形质量
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国内外电子束熔丝沉积增材制造技术发展现状 被引量:52
15
作者 陈国庆 树西 +1 位作者 张秉刚 冯吉才 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期123-128,134,共7页
随着增材制造技术的不断发展,各种增材制造技术,如电弧增材制造、激光增材制造和电子束增材制造等,在其相应的领域内展开了广泛的研究.文中总结了电子束熔丝沉积增材制造技术的特点.重点介绍了国内外对电子束熔丝沉积技术开展的研究工作... 随着增材制造技术的不断发展,各种增材制造技术,如电弧增材制造、激光增材制造和电子束增材制造等,在其相应的领域内展开了广泛的研究.文中总结了电子束熔丝沉积增材制造技术的特点.重点介绍了国内外对电子束熔丝沉积技术开展的研究工作,简要介绍了国内外学者在电子束熔丝沉积技术设备和工艺方面取得的最新研究成果.分析了电子束熔丝沉积技术目前亟需展开的研究工作,并展望了该技术应向活泼难熔金属、复合材料、梯度材料制备与大型复杂构件的增材制造等方向发展. 展开更多
关键词 电子束沉积 制造 研究现状
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激光功率对预置TA2熔丝增材制造显微组织的影响
16
作者 林俊宇 徐培全 马一帆 《热加工工艺》 北大核心 2023年第22期110-112,118,共4页
为降低钛合金增材制造中材料成本与设备成本,提高丝材形状自由度,将TA2金属条预置在TC4基体上后,采用光纤激光器以不同的激光功率进行熔丝增材制造,并使用超景深光学显微镜对所得试样的成型情况及显微组织进行研究。结果表明:在试验参数... 为降低钛合金增材制造中材料成本与设备成本,提高丝材形状自由度,将TA2金属条预置在TC4基体上后,采用光纤激光器以不同的激光功率进行熔丝增材制造,并使用超景深光学显微镜对所得试样的成型情况及显微组织进行研究。结果表明:在试验参数下,激光功率为2500W时试样表面平整,显微组织为均匀且细密的片层状β转变组织α’与晶间β+少量等轴初生α相的双态组织,增材层中无明显气孔与裂纹,与基体间均实现了良好的冶金结合,熔合线明显。当激光功率过低(2000 W)时,增材层与基体结合处出现气孔,试样成型形貌较差;激光功率过高(3000 W)时,增材层中组织粗化严重,且存在凝固偏析现象。 展开更多
关键词 制造 激光 工业纯钛 显微组织
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电子束熔丝增材制造研究进展及展望 被引量:9
17
作者 李绍伟 郜庆伟 +3 位作者 赵健 柳洪文 王朋飞 于治水 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期130-138,共9页
增材制造技术可以实现复杂三维结构件的快速制造,大幅度提高生产效率、减少材料损耗、降低生产成本。相比于电弧和激光增材制造技术,电子束熔丝增材制造凭借其制造成本低、加工效率高、材料利用率高等特点,逐渐成为增材制造领域的研究... 增材制造技术可以实现复杂三维结构件的快速制造,大幅度提高生产效率、减少材料损耗、降低生产成本。相比于电弧和激光增材制造技术,电子束熔丝增材制造凭借其制造成本低、加工效率高、材料利用率高等特点,逐渐成为增材制造领域的研究热点。从成形精度与缺陷调控、组织与性能特点、成形及其控制机理3个方面综合分析了国内外关于电子束熔丝增材制造的研究现状和最新成果,总结了当前研究存在的不足。在此基础上,对电子束熔丝增材制造技术未来应关注的研究方向给出建议,即实现送丝稳定性和大型复杂结构件的成形路径优化、降低构件应力集中并提升构件成形精度与性能、研究成形过程中热力分配及微观组织转变过程、引入多信号进行增材制造过程的实时监测。 展开更多
关键词 电子束 制造 微观组织 力学性能
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熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术初探 被引量:10
18
作者 王立伟 陈树君 +1 位作者 肖珺 魏蓬生 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期71-74,共4页
对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过... 对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过渡到熔池保证成形精度.文中对固定质量的熔滴交替形成在固定位置进行了建模分析和初步试验研究,结果表明,通过控制送丝速度和电流频率,可实现双丝交替定点定量熔化,为熔滴主动靶向激光提供了先决条件. 展开更多
关键词 制造 激光间接电弧复合 滴靶向 定点定量
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电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的组织与性能 被引量:10
19
作者 夏玉峰 张雪 +2 位作者 廖海龙 滕海灏 郑德宇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期18-24,I0002,共8页
通过基于冷金属转移的电弧熔丝增材制造技术制备了铝/钛复合材料.观察到钛/铝结合界面存在元素扩散,形成一定厚度的中间反应层,表明界面结合良好.同时,通过硬度测试得到界面附近的硬度介于钛侧与铝侧之间,这主要是由于元素扩散导致界面... 通过基于冷金属转移的电弧熔丝增材制造技术制备了铝/钛复合材料.观察到钛/铝结合界面存在元素扩散,形成一定厚度的中间反应层,表明界面结合良好.同时,通过硬度测试得到界面附近的硬度介于钛侧与铝侧之间,这主要是由于元素扩散导致界面附近生成了硬脆金属间化合物.考虑到不同的复合比会导致不同力学性能,通过拉伸试验,研究了复合比对带缺口的钛/铝复合材料拉伸力学性能的影响规律.结果表明,在持续拉伸载荷作用下,钛/铝复合材料的两组成层之间相互影响.随着复合比的增加,抗拉强度和屈服强度增加,断后伸长率由于受钛铝之间冶金反应的影响较大,当钛/铝试样具有较低复合比时,其断后伸长率甚至小于单一沉积铝,随后才随着复合比的增加而增大.另外,运用ABAQUS补充了多组复合比下钛/铝复合材料的拉伸过程,得到了复合比与屈服强度和抗拉强度的关系式.创新点:(1)由于钛与铝之间的较大的性能差异,两者间的结合存在较大的问题,目前许多学者采用了热轧、爆炸焊接等多种方法连接钛与铝,并对其结合性能和界面显微组织进行了研究.但目前运用电弧增材制造连接钛与铝的方法鲜有研究.因此针对电弧熔丝增材制造的钛/铝复合材料进行了研究,填补了这一领域的空白.(2)目前仅有的几位学者对电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的研究主要侧重于增材过程中铝和钛结合界面的显微结构,尚未有复合比对钛/铝复合材料整体力学性能影响的研究,而复合比在产品的实际生产中是一个重要的参数,了解复合比对复合材料整体力学性能的影响规律能为复合材料后续的研究奠定基础.(3)有限元模拟有效的减少研究的时间成本,对钛/铝复合材料的整体拉伸过程进行了数值模拟,虽然得到的有限元结果与试验结果有差异,但整体吻合较好,这为复合材料后续的研究提供了预测工具. 展开更多
关键词 电弧制造 钛铝复合 复合比 数值模拟
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粉芯丝材激光增材制造Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni合金记忆性能 被引量:2
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作者 朱长顺 毛计洲 +2 位作者 王宏宇 黄金雷 朱建 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期102-108,I0009,共8页
为提升铁基记忆合金性能,控制增材制造过程中的元素烧损率,使用粉芯丝材激光定向能量沉积技术制备了不同锰含量Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni(x=14,17,20)合金.研究了在不同预变形量下合金的形状回复率和显微组织,进而探究了该合金记忆性能显著提... 为提升铁基记忆合金性能,控制增材制造过程中的元素烧损率,使用粉芯丝材激光定向能量沉积技术制备了不同锰含量Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni(x=14,17,20)合金.研究了在不同预变形量下合金的形状回复率和显微组织,进而探究了该合金记忆性能显著提高的机理.结果表明,粉芯丝材激光增材制造Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni合金,在增材制造过程中的元素烧损率仅为25.6%,在沉积态合金中产生了可提高合金记忆性能的降温马氏体.其中,锰的质量分数为17%的合金,在预变形量为4%和6%时的形状回复率分别达到75%(可回复变形量为3%)和63%(可回复变形量为3.78%).创新点:(1)使用可以抑制元素烧损的粉芯丝材作为激光增材制造铁基记忆合金用材,可以大幅减少Mn等易烧损元素的损失.(2)粉芯丝材激光增材制造铁基记忆合金的沉积态组织中存在可以提升合金的记忆性能的降温ε马氏体.(3)阐述了不同锰含量铁基记忆合金在不同预变形量下的记忆性能影响机制. 展开更多
关键词 铁基记忆合金 激光制造 粉芯 降温ε马氏体 记忆性能
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