本文导读目录:
2、Hastelloy B/UNS N10001合金的分析与研究
3、定向能沉积(DED)增材制造:物理特性、缺陷、挑战和应用(1)
德国实现金属增材制造技术飞跃
除以上四个领域工作外,项目还建立了“虚拟实验室”,该实验室旨在以数字化的方式对相关研究所的能力和设备,实现每一个实体(设备或产品)都得以分配一个“数字孪,并通过建模仿真的方式对真实系统加以优化,未来。
该实验室将为新产品的规划提供数据支撑,从而大大减少审核时间,此外该实验室还将赋予设备更多的自主能力,如根据产品质量目标、生产目标等在生产过程中自主调整,人类在其中的角色将由目前的统筹规划转变为决策监视,◎ 图3 多材料制造设备,05,01。
作者 | 徐可 北方科技信息研究所,“系统技术及自动化”领域主要开展了四项工作:一是多,已开发出一种多材料增材制造工艺,通过在粉末床和激光束设备上加装粉末抽吸模块和分配器,二是零件集成,采用多材料制造系统将半成品、传感器或执行器等元器件,三是自主返工,开发出一种模块化增材制造自主返工单元。
采用点云测量结合三维模型分析的方式,规划机器人返工路径从而修正制造偏差,且能够快速灵活地集成于过程链中,四是零件识别,采用超声波测量结合图像处理技术,开发出一种实时检测零件表面识别码的方式。
导语,“材料”领域主要专注于两大目标:一是拓展增材制造材,重点是难焊接高性能合金,目前已经实现了镍基合金的激光沉积,二是开发创新方法实现多材料增材制造,用于更轻、更具成本效益零件的制造,目前已采用激光沉积完成了镍基高温合金(Incone,03。
◎ 图1 用于大型金属部件的激光粉末床熔融设备,可扩展且稳健的增材制造工艺研究,“可扩展且稳健的增材制造工艺”领域主要开展了六项工,开发出一种用于大型金属部件的激光粉末床熔融设备(图,使生产率提升10倍,二是用于增材制造的超高速激光材料沉积(EHLA)技,已制造了超高速激光材料沉积增材设备原型机,三是直接错误检测。
主要研究用于监测金属增材制造的新方法,从而提高制造过程的鲁棒性,四是工艺稳健性和高沉积速率,通过将质量保证工具集成于生产系统提升工艺鲁棒性,并开发高沉积速率的材料和工艺,五是粉末质量保证,开发在制造现场附近的粉末质量检测控制系统。
确保连续生产中粉末供应质量的一致性,六是粉末改性,开发并测试增材制造粉末的替代制造方法,提升粉末金属增材制造的竞争力,系统技术及自动化研究,制造。
“工业4.0与数字流程链”领域主要开展了三项工作:,旨在开发一个可扩展的工具组,用于对增材制造部件进行模拟和优化,二是数字质量保证,即根据监控数据评估部件的质量。
并开发寿命预测工具,三是基于数字孪生的网络化流程链,借助特殊数据模型复制实际流程链,形成具备可追溯性和透明度的数字流程链,注:原文来源网络,文中观点不代表本公众号立场。
相关建议仅供参考,材料研究,编辑 | 陈培,如需转载请注明出处:“国防科技要闻”(ID:CDS,建立“虚拟实验室”。
工业4.0与数字流程链研究,04,来源 | 德国弗劳恩霍夫激光技术研究所网站,图片 | 互联网,德国弗劳恩霍夫协会2017年启动的标杆项目“下一代,该项目有两项主要目标,一是建立全面的合作平台,全面整合利用弗劳恩霍夫协会在增材制造领域的离散资源。
二是建立技术储备,从而提升定制金属部件增材制造的扩展性、生产能力以及,项目由弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)、增材制造,在工业4.0与数字流程链、可扩展且稳健的增材制造工,在全流程链上实现了金属增材制造性能与成本效益的双提,◎ 图2 镍基高温合金(Inconel 718)和。
蓝色:镍,橙色:铝),02。
Hastelloy B/UNS N10001合金的分析与研究
解决的主动协调,须内部解决的,及时解决,不推诿扯皮,重量(kg)=长度(m)*宽度(m)*厚度(mm),不锈钢板理论重量计算公式,销售一部:021-37655966,三、组织结构:。
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定向能沉积(DED)增材制造:物理特性、缺陷、挑战和应用(1)
图2 DED在大型零件制造、维修和涂层中的应用,(a)多种修复和沉积策略,(b)大型管状结构的修复,(c)钛上的钽涂层,除了在体外提高生物活性外,还显示出强大的结合力,(d)钛表面的磷酸钙涂层可提高生物活性(e)为航空,(f)硬质金属碳化物涂层。
金刚石增强,用于刀具应用,粉末床聚变(PBF)和定向能沉积(DED)是两种重,能够为不同的工业应用生产完全致密的金属零件,它们不同的粉末输送机制影响零件的复杂性、支撑要求、,2019年。
PBF和DED系统在金属AM市场的收入市场份额分别,预计在未来五年内,DED技术的收入份额将增至11.1%,而PBF将降至63%,在另一份报告中,预计到2025年,DED市场将达到近7.55亿美元,本节简要总结了DED的一般原理及其优缺点。
主要与PBF进行了比较,从另一方面来说,具有高机械性能的多功能材料和多功能材料的快速生产能,还对不同热源或不同原料的DED工艺进行了简要比较,根据能源和原料类型,商用技术被称为激光金属沉积(LMD)、直接金属沉积,定向光制造(DLF)、电子束增材制造(EBAM®)。
一些DED技术,如透镜、DLF和EBAM,将金属沉积在带有受控大气手套箱或真空的密闭室内,而DMD和WAAM使用受控惰性气体保护罩来防止沉积,一些DED系统可以同时沉积多种材料,并允许多轴沉积处理合理复杂的几何形状,DED也是填补裂纹、改装制造零件和修复高价值金属零,图3 DED在合金设计和多材料结构中的应用。
(a)使用DED处理多材料结构的概念,(b)成分设计的铝合金块,相对密度>99%,(c)由铬镍铁合金718和GR-Cop84(铜合金,(d)具有不同金属和陶瓷区域的交替钛铌碳化物结构,用于定向热/结构应用,(e)采用透镜加工的双金属不锈钢结构显示了磁性(4,在介绍了DED及其优缺点之后。
本节重点介绍了DED在合金设计和多材料结构、大型结,DED的应用,doi.org/10.1016/j.mattod.,摘要,DED是一种AM工艺,非常适用于高性能材料的沉积,如不锈钢、工具钢、合金钢、钛基合金、钴基合金、镍基。
DED使用高能量密度热源(激光、电子束或等离子/电,聚焦在基板上,形成一个小熔池,同时熔化以粉末或金属丝的形式输送到熔池中的原料,随着热源向前移动。
沉积的金属在基板上固化,形成金属轨道,金属轨道根据预定义的图案填充间距(即连续金属轨道之,沉积完成后,将沉积层(图1b)向上移动至下一层(图1b),因此,所有层的沉积产生一个3D近净形状组件。
类似于计算机辅助设计(CAD)模型,沉积前,使用软件对3D数字模型进行切片,以指定切片厚度、图案填充间距和每层中的沉积路径,图1 (a)从材料设计到维修再到应用,DED相对于PBF的关键优势示意图,(b)微观结构、多界面、热循环、缺陷和残余应力。
以及(c)DED中注入的粉末、激光束和熔池之间的相,在某些情况下会导致熔池中形成小孔,粉末床聚变激光工艺,增材制造(AM),也称为三维(3D)打印,已被确定为构成第四次工业革命(工业4.0)的12项,2013年。
GE航空公司的生产线采用了金属AM,2018年,GE航空已经生产了23000多个飞行质量附加部件,并计划到2020年生产100000个部件,近年来,金属AM市场的增长速度远远快于聚合物或陶瓷市场,到2027年,航空航天、汽车和能源行业可能占总收入的52%。
预计基于AM的维修将与新的制造技术一起作为实际应用,江苏激光联盟陈长军导读:,参考文献:,带热监测的吹塑粉末直接激光沉积(DLD),介绍,用Sciaky的EBAM™制作的大钛部件(72英寸。
这是通过在DED中使用计算机控制的沉积头来完成的,以根据被修复零件的CAD文件沉积材料,首先,分析零件的常见损坏区域,例如热降解或磨损,然后在目标位置沉积与基体合金相容的更高硬度或耐高温。
由于DED是一种熔融铸造工艺,因此可以通过扩散界面获得良好的冶金结合,由于快速冷却速度和高热梯度,后热处理有时用于降低残余应力,最后。
完成表面修整以满足必要的公差,图2e显示了NASA的半比例尺1.016 米高,RS25火箭喷管内衬,内置30毫米,使用激光粉末可减少航空航天应用的成本和交付周期,使用任何其他AM技术制造此类大型金属零件都具有挑战。
并且通常是传统制造中的大规模多步骤工艺,图2a显示了该透镜可用于修复Inconel 718,江苏激光联盟陈长军转载,自1990年中期DED技术商业化以来,除了打印3D结构外。
它独特的功能还可以在多个领域实现应用,图2显示了DED技术在制造大型结构、修复和涂层方面,大型、高价值金属零件的维修在工业上是一种常见做法,通常使用焊接,然后进行表面处理,然而,对于大型和/或昂贵的零件,DED技术可以修复结构。
并在修复过程中添加材料,以尽量减少未来的侵蚀或损坏(图2b),定向能沉积(DED)-原理、优点和缺点,J,Manyika,M,Chui。
J,Bughin,R,Dobbs,P。
Bisson,A,Marrs,Disruptive Technologies: ,Business。
and the Global Economy,McKinsey & Company,Washington DC (201 3),定向能量沉积(DED)是增材制造(AM)工艺的一个,在该工艺中。
粉末或金属丝形式的原料被输送到同时聚焦激光束、电子,从而形成一个小熔池并逐层连续沉积材料,与其他AM工艺相比,DED具有一些独特的优势,例如特定位置的沉积和修复、合金设计和复杂形状的三维,在此,对近年来的进展以及在DED过程中控制激光与材料相互。
还确定并讨论了最关键的工艺变量及其对沉积材料性能的,以及缺陷形成机制和表征技术,本文概述了高端应用、当前与DED处理相关的挑战以及,DED工艺有以下缺点:(1)局部温差会导致收缩、残,(2)与使用激光束的PBF相比,它们的尺寸分辨率(有时精度)较低,表面波纹度较大,(3)在吹制粉末系统中。
与激光束PBF相比,获得了更高的表面粗糙度,(4)零件的复杂性可能会受到限制,尤其是在限制在三个自由度的机器中,(5)通常需要进行制造后加工,(6)与PBF相比,粉末效率和粉末可回收性更低,尤其是在打印粉末混合物时。
图1a显示了从材料设计到修复再到应用,DED相对于PBF的关键优势示意图,涉及先进材料设计到结构、功能和生物医学领域应用的研,本文概述了高端应用、当前与DED处理相关的挑战以及,本文为第一部分。
一些关于金属AM的广谱评论集中在AM技术、应用和/,而只有少数专门讨论DED技术,这些课程的重点是热和流体现象、工艺参数图、优化和控,近年来,DED技术在合金设计、关键结构修复和双金属/多材料,本文综述了激光与材料的相互作用、电沉积器件最关键的。
为了完整起见,本文还对DED的原理、优点、缺点和应用进行了更简明,并简要讨论了当前的挑战和未来的方向,熔池(或熔池)是靠近激光/材料界面的过热熔融金属区,通常为以横向速度移动的球形液滴,如上图所示。
它位于热影响区的顶部,热力学不稳定——由于周围的传热和液/固相互作用(在,它的形状和内能可以调整,金属粉末被吹入其中,而激光通过能量转移确保其生存,由于熔池是固体零件的起始,其形态、温度和润湿行为在质量控制中至关重要,成品零件的尺寸公差和微观结构特征。
以及残余应力的存在,取决于DLD过程中的熔池行为和形状,然而,由DED和传统纯帽涂层制成的钛帽涂层的生物相容性改,图2f展示了切削刀具应用中的含金刚石粉尘的金属碳化。
这些涂层没有大面积开裂,显示出多个增强相,并且在铝和AM钛的加工中发现有用,上述所有涂层均已应用于通过传统方法制造的零件,然而,DED的新颖之处在于,它能够通过使用保持强冶金结合的涂层。
在成品表面沉积沉积物,以改善现场特定性能,一些国际标准已经适用于DED工艺,ASTM 3413列出了DED工艺的以下优点:(1,(2)可加工多种材料、复合材料和功能梯度材料,(3)沉积态零件的静态和动态力学性能通常优于PBF,(4)零件特性可局部调整,(5)在一台机器上打印完整零件或局部特征、涂层或维。
(6)高沉积速率,(7)与PBF相比,部件可能更大,(7)与传统制造工艺相比,设计自由度通常较高,(8)与其他AM流程相比。
高技术准备水平(TRL)或制造准备水平(MRL),(9)有些DED机器是混合的,即它们允许增减材制造,(10)可以在非水平表面上进行AM,(11)与使用激光的PBF相比,使用激光的DED使用的粉末粒度更大(既有成本优势,也有安全优势),(12)当使用带有送丝、电子束能量源和真空室的DE。
在零重力环境下进行空间打印是可能的,DED制造的零件的质量和性能取决于(i)DED技术,(ii)建造环境(真空、惰性气体或环境),(iii)梁-材料相互作用,(iv)沉积参数(主要是激光粉末、激光扫描速度、舱,和(v)原料属性,此外,在逐层沉积过程中。
DED沉积零件会经历快速重复的加热-冷却循环,从而产生独特的微观结构特征、非平衡相、凝固开裂、定,一般来说,由于沉积的方向性,DED样品通常在力学性能和非均匀微观结构方面表现出,因此。
DED工艺的热历史控制着宏观组织和微观组织,这可能会影响沉积零件的机械性能,通过工艺优化、现场监测和反馈控制,可以消除或至少显著减少与金属AM相关的一些缺陷,从而实现优异的部件质量,图3显示了DED工艺的其他两个关键应用领域:合金设,传统方法的合金设计需要广泛的高温能力和大量的原材料。
使用DED,可以在受控环境下以组合方式沉积多种合金,在短时间内向下选择有前景的成分进行进一步分析,使用一个多料斗的DED系统和一个程序化的粉末输送系,即使是一个单一的部件。
也可以从部件的一端到另一端以不同的成分制成,这是一个经典的多材料成分分级结构,这样的选择使DED机器几乎成为冶金学家提出具有特定,DLD期间带熔池的热影响区(HAZ),图3a显示了由Cr–Mo–V热加工工具钢和Ni基马,图3b显示了铝合金块的LENS™沉积,最近的一项研究表明,由于镁的选择性蒸发。
DED处理的Al 5xxx合金在印刷状态下的化学成,这是一个典型的挑战,需要在许多合金元素熔点不同的系统中加以考虑,图3c为在Inconel 718上沉积的高温铜合金,其界面具有冶金性强的特点。
增强了该合金的导热性,图3e显示了LENS™沉积的钢管,其成分从磁性铁素体不锈钢(SS) 430到非磁性奥,这些示例突出了几个独特的领域,在这些领域中,除了根据CAD文件打印一些3D形状外,DED技术平台在制造先进材料方面发挥了重要作用。
来源:Directed energy deposi,defects,challenges and applicatio,materials today,由美国3D系统公司开发的ProX 200直接打印的。
关于德国实现金属增材制造技术飞跃Hastelloy B/UNS N10001合金的分析与研究的内容就介绍到这里!