关于增材制造，近期动态多则
2023-12-20 来源：机床协会 作者：-
1. 航空增材制造技术中的跨尺度力学研究进展
近日，来自中国航空研究院的研发团队在《航空材料学报》期刊发表《航空增材制造技术中的跨尺度力学研究进展》一文，针对增材制造工艺所产生的各类不均匀微结构进行及其所带来的跨尺度力学性能特性进行了综述。
该文分别介绍了不同尺度下典型微结构特征，这些微结构特征尺度从大到小分别为堆叠方向与扫描平面的各向异性、扫描平面内的鱼鳞纹样、匙孔和偏析等微观缺陷、晶粒的边界与取向、晶格的缺陷等。这些微结构是影响增材制造金属材料性能、各向异性以及分散性的重要原因之一。而一些研究表明，由于金属塑性变形机制由位错主导，而微观结构往往会限制位错运动，因此这些微观不均匀结构并非总是不利于材料的力学性能：在刚度、强度、硬度方面，增材制造的金属材料能够达到甚至超越传统制造的材料，这也符合金属材料的相增强规律。
因此，文章就这一现象的理论方法与研究做了进一步回顾，并提出增材制造金属材料有望进一步提高其强韧性能的机理和途径，从而促进金属增材制造工艺在航空结构中的应用，并展望了该方向的理论与方法的发展。
2. 铂力特BLT-A400 3D打印设备助力用户业务升级
深圳嘉立创科技集团股份有限公司是一家集电子和机械产业一站式服务于一体的基础设施服务提供商，为了更好地满足用户“快交付、高品质、定制化、一站式”的需求，引入了铂力特BLT-A400 金属3D打印设备。设备投产后，在3D打印质量、生产效率、良品率、交付周期等方面有了较大提升，目前产品尺寸精度能保持在±0.2mm以内，通过优化成形参数可使产品表面质量维持在Ra2-16之间，符合工艺验收标准。基于铂力特针对不同打印材料特性提供的支撑模板，产线生产效率提升了30%。生产中，针对薄壁、镂空等不同结构的产品，铂力特专门匹配了对应的成形工艺参数包，产品良品率高达97%。
3. 西安交大：增强钛纤维能有效提升DED增材制造Al5183铝合金的力学性能
为了改善增材制造的Al5183铝合金的力学性能，西安交大方学伟副教授及其团队在增材制造顶刊Additive Manufacturing期刊上发表题为《钛纤维增强铝基复合材料增材制造工艺研究》的科研文章。
该研究团队首次利用基于金属线的定向能量沉积弧制造（DED-arc），采用双线供给系统制造了钛纤维增强铝（TFRA）组件。通过精确控制钛合金线的供给路径和电弧热输入，保持了钛纤维的固态状态。钛合金线与铝合金基体之间的界面厚度约为3-10µm，具有渐变的化学成分过渡，没有明显的裂纹倾向。
结果显示，与没有增强纤维成分的铝组件相比，添加10.5%体积分数的钛纤维之后，钛纤维增强铝组件的屈服强度和抗拉强度分别提高了124%和33%。同时，其冲击能量从原始值的7.9 J增加到18.0 J，增加了128%。
4. 德国太空飞机用AS-1增材制造发动机首次点火试车成功
当地时间2023年11月22日，德国航空航天初创企业POLARIS公司的增材制造AS-1发动机首次点火试车成功。POLARIS将AS-1发动机安装到MIRA验证版太空飞机上，预计在今年年底首次使用AS-1发动机飞行。
据悉，AS-1发动机是2023年10月初由德国增材制造制造商AM Global提供的2台之一，用于MIRA太空飞机的飞行测试。该发动机的主要材料是Inconel合金。
POLARIS公司正在开发一系列linear aerospike火箭发动机，为其太空飞机提供动力。该公司表示，与传统火箭发动机相比，这种发动机有望显著提高效率。POLARIS公司认为，凭借3D打印的最新进展，它可以克服发动机的一些设计挑战，特别是如何冷却发动机。
POLARIS公司于今年4月份获得了一份德国军事合同，研究在航天飞机演示机中使用linear aerospike火箭发动机的潜力。正在开发的linearaerospike发动机可实现发动机和机身集成，实现太空飞机的扁平翼设计。
5. 破解3D打印困境，通过算法对增材制造零件微观结构的异质性进行预测
激光粉末床熔融（L-PBF）可以很好地控制零件的几何形状，对于制造小批量的复杂零件来说是一项有吸引力的技术。然而，即使使用恒定的加工条件（激光功率、扫描速度等），零件几何形状和扫描路径的相互作用也会改变3D打印材料所经历的复杂条件。这些复杂条件的差异可能导致不同的凝固微观结构、残余应力分布以及其他可能影响零件性能的因素。
在ORNL橡树岭国家实验室最近发表在《增材制造》杂志上的论文“利用数字线程对增材制造零件中基于物理的微观结构异质性进行预测”中，展示了一种经过验证的计算方法来预测不锈钢316-L零件中不同区域凝固条件的影响。
6. 3项增材制造项目获得中国技协2023年职工技术成果特等奖
近日，中国职工技术协会宣布了61个项目获得2023年职工技术创新成果特等奖，其中包括3个增材制造项目，分别是：北京动力机械研究所的《激光增材制造密集狭长流道质量可靠性提升技术》，中国航发商用航空发动机有限责任公司的《增材制造复杂微细内流道表面光整技术及装备开发》，以及易加三维增材技术（杭州）有限公司的《多激光大尺寸选区熔化增材制造装备及应用》。
（来源：3D科学谷等公开信息 摘编整理：张芳丽）
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