激光粉末床熔融制備同種和異種金屬混合增材制造的最新進(jìn)展
時間：2024-09-25 10:04 來源：長三角G60激光聯(lián)盟 作者：admin 閱讀：次
阿聯(lián)酋哈利法科技大學(xué)的研究人員報道了激光粉末床熔融制備同種和異種金屬混合增材制造的最新進(jìn)展。相關(guān)論文以“Recent advancements
in hybrid additive manufacturing of similar and dissimilar metals via
laser powder bed fusion”為題發(fā)表在《Materials Science and Engineering: A》上。
重點(diǎn)：
-回顧了通過LPBF多材料和混合金屬增材制造的現(xiàn)有文獻(xiàn)。
-強(qiáng)調(diào)了同種金屬和異種金屬混合AM的復(fù)雜性對比。
-討論了混合AM零件的微觀結(jié)構(gòu)、電化學(xué)和力學(xué)特性。
-探討了混合金屬AM的應(yīng)用、局限性和未來發(fā)展方向。
增材制造（AM）是一項(xiàng)變革性技術(shù)，有助于高精度、定制化和高速度生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)。雖然傳統(tǒng)的金屬零件AM工藝傳統(tǒng)上只使用單一材料，但對由兩種或多種金屬混合制成的零件需求卻在不斷增長。本文全面回顧了使用激光粉末床熔融技術(shù)（LPBF）對金屬零件進(jìn)行多材料AM加工的最新進(jìn)展。深入分析了雙金屬LPBF零件的界面特征和性能，為了解同種金屬和異種金屬焊接過程中復(fù)雜的工藝-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系提供了寶貴見解。此外，文章還探討了異種金屬混合3D打印中的固有挑戰(zhàn)，包括物理和化學(xué)性質(zhì)的實(shí)質(zhì)性差異、有害金屬間化合物的形成以及元素偏析。針對這些障礙，該研究深入探討了文獻(xiàn)中提出的各種策略，如調(diào)整工藝參數(shù)、整合第三種材料的夾層以及利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法。此外，研究還概述了混合LPBF結(jié)構(gòu)AM的應(yīng)用和未來發(fā)展方向，為這一快速發(fā)展領(lǐng)域的潛在研究提供了完整的路線圖。
重點(diǎn)：
-回顧了通過LPBF多材料和混合金屬增材制造的現(xiàn)有文獻(xiàn)。
-強(qiáng)調(diào)了同種金屬和異種金屬混合AM的復(fù)雜性對比。
-討論了混合AM零件的微觀結(jié)構(gòu)、電化學(xué)和力學(xué)特性。
-探討了混合金屬AM的應(yīng)用、局限性和未來發(fā)展方向。
增材制造（AM）是一項(xiàng)變革性技術(shù)，有助于高精度、定制化和高速度生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)。雖然傳統(tǒng)的金屬零件AM工藝傳統(tǒng)上只使用單一材料，但對由兩種或多種金屬混合制成的零件需求卻在不斷增長。本文全面回顧了使用激光粉末床熔融技術(shù)（LPBF）對金屬零件進(jìn)行多材料AM加工的最新進(jìn)展。深入分析了雙金屬LPBF零件的界面特征和性能，為了解同種金屬和異種金屬焊接過程中復(fù)雜的工藝-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系提供了寶貴見解。此外，文章還探討了異種金屬混合3D打印中的固有挑戰(zhàn)，包括物理和化學(xué)性質(zhì)的實(shí)質(zhì)性差異、有害金屬間化合物的形成以及元素偏析。針對這些障礙，該研究深入探討了文獻(xiàn)中提出的各種策略，如調(diào)整工藝參數(shù)、整合第三種材料的夾層以及利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法。此外，研究還概述了混合LPBF結(jié)構(gòu)AM的應(yīng)用和未來發(fā)展方向，為這一快速發(fā)展領(lǐng)域的潛在研究提供了完整的路線圖。
圖 1.常見金屬AM工藝的分類。
圖 2.多材料結(jié)構(gòu)的分類。
圖 3.單工序多材料LPBF中的鋪粉方法。
圖 4.(a)2014年至2024年6月有關(guān)LPBF多材料金屬3D打印的出版物數(shù)量;(b)混合金屬零件的性能研究。(c)用于同種和異種金屬混合3D打印的材料組合。
圖 5.(a)顯示混合Al-Cu-Ni-Fe-Mg/AlSi10Mg零件界面區(qū)域的SEM圖，其中紅色虛線是在 AlSi10Mg第一固結(jié)層中出現(xiàn)的環(huán)流（馬蘭戈尼對流）。(b) AA2618/AlSi10Mg 混合部分界面的EBSD圖。
圖 6.(a)MS1/H13鋼的光學(xué)圖像；(b) H13/MS1鋼的BSE圖像；(c, d)CrMn/MS1鋼的光學(xué)圖像。
圖 7.（a-b）800 ℃ 熱處理4小時后鍛造基材/LPBF Ti-6Al-4V 混合零件不同放大倍數(shù)的掃描電鏡圖。(c）鍛造基材/LPBF Ti-6Al-4V 表面的光學(xué)圖像；小矩形 b、d和e分別代表 LPBF、熱影響區(qū)和鍛造區(qū)。
圖 8.激光功率和掃描速度對AlSi10Mg/Ti-6Al-4V混合材料界面質(zhì)量的影響。
圖 9.有/無銅夾層的Ti/Al多材料晶格的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線和相應(yīng)的變形圖。
圖 10.LPBF 316不銹鋼/CuSn10 銅雙金屬界面的EBSD圖：（a）銅側(cè)，（b）316不銹鋼和界面區(qū)域，（c）（b）的Ⅰ區(qū)域，（d）（c）的Ⅱ區(qū)域。
(責(zé)任編輯：admin)
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