上海交通大學頂刊綜述《PMS》：電化學拋光在增材制造結(jié)構(gòu)表面處理中的應用研究進展(2)
時間：2023-04-14 09:03 來源：材料學網(wǎng) 作者：admin 閱讀：次
圖22（A-E）常規(guī)和SLM Ti6Al4V的五種不同的微觀結(jié)構(gòu)。（f-g）相應的偏振曲線和奈奎斯特圖。（H-I）SLM 316 L試樣測量的殘余應力和相應的代表性循環(huán)-電動極化曲線。
圖24（a） DMLS
AlSi10Mg的EBSD反極圖（IPF-Z）圖和相應的偏振曲線。常規(guī)：360 瓦，0.2 毫米（重疊）;表面 1：370 W， 0;（b）
SLM 316 L具有不同參數(shù)組合的偏振曲線。（c） L-PBF 316
L在60天內(nèi)以3.5wt%NaCl具有不同體積能量密度的開路電位（OCP）曲線。
圖26常規(guī)EP與其他復合工藝的雷達圖分析。
圖27(a1-a7) SLM 內(nèi)孔電化學機械拋光 (ECMP) 的實驗裝置和機制。 (b1-b2) 不同區(qū)域的內(nèi)部通道 ECMP 的工具組件、各自的加工區(qū)域和表面微觀結(jié)構(gòu)。 (c) 拋光機、粉末形態(tài)和干式 ECMP 示意圖。
圖29（a1-a2） 極壓后噴丸SLM
AlSi10Mg的3D表面及其對每種條件下的抗疲勞性和S-N曲線的影響。（B1-B2）L-PBF 316L （b1） 的微觀結(jié)構(gòu)僅通過化學拋光和
（b2） 化學拋光后的 EP。（C1-C2）微電火花加工原理和表面粗糙度隨EP后施加的電流而變化。
圖30CoCr原型支架的SEM圖像（a）通過不同的同心掃描策略獲得，（b，c）在EP之后獲得。
圖31PEO 處理前后制造的 SLM Ti6Al4V 支架的 SEM 圖像。
圖32（a） SEM 和 （b） 具有各種幾何形狀的竣工和電解拋光樣品的光學圖像。
圖33用于加工帶有彎曲內(nèi)孔的SLM 304不銹鋼的實驗裝置：（a）概述和（b）實驗裝置的照片;（c） EP的示意圖。（D-E）經(jīng)過EP和化學拋光后的L-PBF 316L的外表面和內(nèi)表面。
圖34（a） L-PBF 鉻鎳鐵合金 718 晶格試樣和 （b） 內(nèi)陰極工具;（c）陰極工件分離距離;（d）基線和（e）EP后外部的立體鏡圖像。
圖36金屬AMed零件傳統(tǒng)EP的發(fā)展和前景。
總之，這項工作基于金屬溶解曲線全面回顧了金屬 AM 的 EP 應用，主要體現(xiàn)在鈍化、拋光和蝕刻拋光中。鈍化膜的存在增強了材料的耐腐蝕性鈍化區(qū)域中的 AMed 零件。腐蝕發(fā)生的可能性和相應的發(fā)展程度由鈍化膜的形成和破壞決定，與耐蝕性直接相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，增材制造金屬在耐腐蝕性方面具有顯著的分散性，包括鈦合金、鋁合金、不銹鋼和鉻鈷（Cr-Co）合金。因此，改善鈍化膜的表面性能是通過改變外部鈍化條件來降低AMed零件溶解速率的關(guān)鍵。然而，目前的鈍化理論主要集中在傳統(tǒng)制造金屬或合金上，而不是增材制造金屬。
為了進一步提高拋光效率，最大限度地發(fā)揮復雜增材制造結(jié)構(gòu)拋光的優(yōu)勢，提出了先進的極壓工藝。混合制造在進一步實現(xiàn)均勻拋光和提高材料去除效率方面顯示出巨大的潛力。電化學技術(shù)與其他工藝（包括超聲波氣蝕噴丸、磨削和磁性）相結(jié)合，有助于獲得性能更好、表面光潔度高、尺寸精度高的AMed零件。目前AMed部件的電化學應用主要集中在心血管支架，骨模擬支架，內(nèi)部通道和晶格結(jié)構(gòu)，這將取代傳統(tǒng)制造。
如今，電化學技術(shù)和AM技術(shù)的結(jié)合越來越受到關(guān)注。然而，AMed金屬零件電化學技術(shù)的設計和應用仍然存在一些局限性和挑戰(zhàn)。
增材制造技術(shù)并非無所不能。它們需要電、物理和化學反應的結(jié)合。材料去除過程受到各種復雜且相互影響的因素的影響。盡管從“粘膜理論”到最近的“質(zhì)量傳輸限制理論”已經(jīng)研究了去除過程，但考慮到金屬類型和增材制造金屬的固有特性，需要進一步研究和理解去除機制。更基礎的研究應側(cè)重于材料、工藝參數(shù)、架構(gòu)和電化學技術(shù)性能之間的建模、優(yōu)化和關(guān)系，以確保產(chǎn)品在各個工業(yè)部門中的可靠性。而且，增材減材混合制造技術(shù)的背景，要求從產(chǎn)品設計、軟件控制、加工實現(xiàn)等方面結(jié)合增材制造賦能快速成型、精加工減材制造的優(yōu)勢。這種混合增材和減材制造（包括但不限于EP）的方法是為了解決復雜和封閉的增材零件的制造困難而提出的。需要在增材和減材參數(shù)、殘余應力、各向異性、表面質(zhì)量和所得特性之間建立關(guān)系，以便可以考慮將混合制造用于工業(yè)應用。未來，產(chǎn)品的制造將更加快捷、靈活、個性化、多樣化，同時達到要求的精度。
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