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火狐体育|如何增强SLM金属3D打印部件的延展性和韧性

 


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本文摘要:2018年4月13日,南极熊从外媒得知,新加坡的一个研究小组最近对SLM(选择性激光熔融)3D打印机技术展开了一项高级研究,对于用于金属AM工艺的生产项目来说,这些研究结果有可能是十分宝贵的。

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2018年4月13日,南极熊从外媒得知,新加坡的一个研究小组最近对SLM(选择性激光熔融)3D打印机技术展开了一项高级研究,对于用于金属AM工艺的生产项目来说,这些研究结果有可能是十分宝贵的。在NPGaisamaterials杂志上公开发表的一篇为题“强化选择性激光熔融3D打印机不锈钢316L强度和延展性”的论文中阐述了这项研究的结果。作者是ZhongjiSun,XipengTan,ShuBengTorandCheeKaiChua.。工程师们探寻了一系列有所不同类型的激光器,以及仿真和测量粉末床的特定几何特征和熔融过程,以便明确提出创意方法来提升SLM技术的效率。

他们找到,金属AM部件的延展性和韧性可以通过其晶体结构的优化来强化。选择性激光熔融技术还包括一个激光束,通过数字3D模型预先编程,用作熔融金属粉末床的特定区域,以便将金属颗粒熔合在一起构成特定形状。

由于3D打印机技术具备在一个阶段自动分解简单几何图形的潜力,因此需要过多的人力或工具成本,因而受到重视。由于其更高的分辨率和扣除部件的强度,SLM高于类似于的金属AM工艺。尽管与其他技术比起其强劲的优势,但SLM3D打印机在延展性和韧性方面依然必须改良。

一般来说必须普遍的后处理来提升SLM生产的部件的性能,由于内部孔隙,各向异性,缺少成形缺失和其他问题,这些部件有可能很强但过分脆化。多年来,工程师仍然在企图解决问题金属3D打印机强度和韧性之间的折中问题。该研究项目企图通过研究用于SLM3D打印机生产的零件的微观结构来解决问题这个问题。

他们找到可以仔细观察到两种有所不同的晶体学结构,称作011和更加少见的001。前者需要生产出有更为结实和极具延展性的部件。

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当变形力产生到SLM3D打印机部件时,有两种有所不同的机制可以使晶体结构变形。一个被称作晶格滑动,另一个被称作变形孪生。变形孪生是延展性和韧性方面的选用机制,011结构的零件更加频密地展现出出有这种机制。

用于简单的熔池几何和不道德仿真,研究人员探寻有所不同的方法来构建所需的晶体学结构。他们找到,更高的激光功率更加有可能构建改良的结构,就像更加较短,加深的熔池一样。

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△用于有所不同激光源的熔池。所有图片,来源:NPGAsiaMaterials△用于380W和950W激光功率的SLM建构的SS316L样品中构成001和011晶体学结构研究人员利用海洋级不锈钢316L(一种用作工业用途和SLM3D打印机的常用材料),需要在原位调整晶体结构,以构建改良的性能。在设计具备011晶体结构的部件中,延展性和韧性水平高达40%。

除此之外,扫瞄策略等对结果也有一定的影响。


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