于云
,
史廷春
,
孙芳芳
,
潘金德
,
杨勇
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.21.018
增材制造是基于离散堆积思想实现原型或产品零件的快速制造。作为三大材料之一的无机非金属材料在医疗、航天航空、汽车、建筑、工艺品等众多领域都具有无可比拟的巨大应用前景，为了能够快速制造形状任意复杂的器件，无机非金属材料的增材制造成为当下研究的热点。从增材制造技术类型、材料等方面详细阐述国内外无机非金属材料增材制造研究水平与发展状况，对比几种常用的无机非金属材料，重点是针对几种常见的陶瓷材料以及用于砂型铸造材料等成形特点及面临问题进行阐述，阐明了目前无机非金属材料增材制造存在的迫切需要解决的关键性问题，并深入分析了材料处理工艺、3 DP/SLS/SLM三维成形工艺、后处理工艺对成形件的质量和性能的影响作用，最后对宝玉石材料的增材制造提出一些展望。
关键词:
增材制造
,
无机非金属材料
,
材料处理工艺
,
三维成形工艺
,
后处理工艺
,
三维打印
,
选择性激光烧结
,
选择性激光熔融
汤慧萍
,
王建
,
逯圣路
,
杨广宇
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.03.05
电子束选区熔化成形技术(Selective Electron Beam Melting,SEBM),是20世纪90年代中期发展起来的一类新型增材制造技术,具有能量利用率高、无反射、功率密度高、扫描速度快、真空环境无污染、低残余应力等优点,特别适合活性、难熔、脆性金属材料的直接成形,在航空航天、生物医疗、汽车、模具等领域具有广阔的应用前景.10年来,作者团队主要开展SEBM成形钛合金的研究,合金包括TC4、TA7、Ti600、TiTaNbZr、TiAl金属间化合物等;零件包括复杂薄壁、桁架/多孔及多孔/致密复合结构零件;并且搭建了从粉末制备、设备研发到技术服务的全产业链SEBM技术平台,通过科技成果转化成立了从事SEBM技术的专业化企业——西安赛隆金属材料有限责任公司.从成形装备、成形过程缺陷形成与控制、材料组织性能和主要应用4个方面,对国内外SEBM技术的发展现状进行了综述,最后对SEBM技术的发展前景进行了展望.
关键词:
电子束选区熔化成形
,
成形装备
,
缺陷控制
,
组织特性
,
增材制造
,
随形热处理
,
生物多孔植入体
刘锦辉
,
刘邦涛
,
谢雪冬
,
袁学兵
,
孟祥林
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.4.001
为研究选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)成形工艺参数对镍基高温合金IN718致密度、微观组织和显微硬度的影响,借助FORWEDO LM180型SLM成形机采用不同工艺参数制备了分析试样,通过维氏硬度测试,光学和扫描电镜观测以及X射线检测方法对试样进行了测试分析.结果表明:随激光能量密度提高(激光功率起主导作用),成形试样孔隙缺陷减少,致密度显著提高;在较大激光能量密度下,合金试样微观组织生长趋于均匀,晶粒更加细小;提高激光扫描速率,造成激光辐射和冷却时间变短,合金微观组织生长方向变化显著;SLM工艺复杂的传热特点影响试样组织形貌的复杂程度;合金试样的显微硬度随着组织细化和致密化而提高.
关键词:
增材制造
,
选择性激光熔化
,
镍基高温合金
,
致密度
,
微观结构
林鑫
,
黄卫东
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.09.06
金属高性能增材制造技术主要包含以激光立体成形技术为代表的同步送粉(送丝)高能束(激光、电子束、电弧等)熔覆技术和以选区激光熔化技术为代表的粉末床成形技术两个技术方向,可以实现复杂金属构件的无模具、快速、自由实体近净成形,同时确保成形构件的力学性能优于铸件,接近、甚至与锻件相当.这使得金属高性能增材制造技术成为了航空高性能复杂构件制造的重要技术途径,也为提升先进飞机和航空发动机结构的设计效能,实现功能优先的优化设计创造了重要条件.评述了金属增材制造技术的技术特征及其典型成形件的力学性能,并对目前国内外金属增材制造技术在航空领域的应用现状进行了较为全面的分析,探讨了金属增材制造在航空领域应用所存在的问题,并指出了目前航空领域应用金属增材制造所具有的主要效益.
关键词:
增材制造
,
航空
,
金属
,
高性能
罗丽娟
,
余森
,
于振涛
,
刘春潮
,
韩建业
,
牛金龙
钛工业进展
钛及钛合金以其良好的生物相容性，在临床上用于人体硬组织植入和修复。3D打印技术是近年快速发展的特种加工技术，突破了传统加工技术的局限，可实现近净成形，并能够制作出复杂结构，且材料利用率高，设计制作周期短。3D打印技术在个性化外形和内部细微结构加工及快速精确成形方面的巨大优势，使其在医用植入物加工领域备受关注。为此，概述了3D打印成形钛合金人体植入物的优势、应用状况以及3D打印钛合金人体植入物的生物力学适配性能的研究进展，总结了国内3D打印技术在钛合金人体植入物领域的研究现状。
关键词:
3D打印
,
钛合金
,
医疗器械
,
增材制造
张国全
,
顾冬冬
稀有金属
利用选区激光熔化(SLM)工艺制备了纳米TiC固溶增强W基复合材料,研究了不同激光线能量密度(η)对SLM成形试件致密度、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响.结果表明:当η过低时,成形试件中存在明显残余孔隙;而当η过高时,因热应力影响,成形试件中形成显微裂纹,均降低成形致密度.而在适宜的n=2.1 kJ/m时,SLM成形试件致密度达到理论密度的94.7％,平均显微硬度(HV0.2)高达8062 MPa;摩擦磨损实验结果表明试件的摩擦系数曲线平稳,平均摩擦系数值为0.583,相应的磨损率较低为0.69× 10-15 m3/N·m;激光成形试件中形成均匀分布的柱状晶,平均晶粒直径为0.73 μm.
关键词:
增材制造
,
选区激光熔化
,
钨
,
金属基复合材料
阚文斌
,
林均品
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.02.02
增材制造技术(也称3D打印技术)在发展新型TiAl合金领域有巨大潜力.电子束熔炼技术制备TiAl合金逐渐引起关注,本文对相关工艺探索的研究进行了综述.通过调节EBM过程中的各工艺参数,例如片层厚度、熔炼温度、扫描速率、线能量和构建路径等参数,可获得致密并且无大量Al损失的均匀样品.经过热等静压处理和热处理,可得到细小均匀的组织.通过控制热处理温度,可获得等轴近Gamma组织、双态组织(片层比率不同)或全片层组织.介绍了高Nb-TiAl合金合金粉末、块体材料制备工艺对组织的影响等.总结了EBM技术的优点和存在问题(包括解决缩孔、Al损失、组织和性能的精确控制等问题),并对其发展前景进行了展望.我国利用EBM技术制备Ti合金的研究工作刚开始,尚未开展制备TiAl合金的研究工作.
关键词:
增材制造
,
TiAl合金
,
3D打印
,
电子束熔炼技术
,
显微组织
贲玥
,
张乐
,
魏帅
,
孙炳恒
,
李正
,
周天元
,
张其土
,
杨浩
,
陈浩
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.21.017
作为新一代成型技术,3D打印技术具有操作简单、成型速度快、精度高等优点,而采用3D打印技术制备出的多功能化陶瓷零件,在建筑、工业、医学、航天航空等领域将会得到广泛的应用,其发展前景十分广阔。主要介绍了3D打印陶瓷方面的成型技术和材料,回顾了3D打印陶瓷的发展及国内外产业状况,并对可应用于3D陶瓷的打印技术和打印材料进行了展望。
关键词:
3D打印
,
增材制造
,
激光烧结技术
,
陶瓷材料
从保强
,
孙红叶
,
彭鹏
,
齐铂金
,
赵罡
,
丁佳洛
稀有金属材料与工程
采用AC-GTAW工艺进行Al-6.3Cu铝合金电弧填丝单道多层成形试验,针对不同热输入、空气和氩气两种环境及不同送丝速度条件,研究过程参数及环境气氛对成形件内部气孔的影响.结果表明,热输入对气孔的影响最大,控制热输入能减少试件中气孔数量和大小;在适当控制热输入条件下,采用氩气环境和低送丝速度可显著减少内部气孔缺陷.试验发现,I=125A,υTS=0.30 m/min,氩气环境下,υWFS=2.0 m/min时,气孔数量最少,尺寸最小.
关键词:
铝合金
,
AC-GTAW
,
增材制造
,
气孔
