增材制造中金属和合金行为的研究
来源: 新钢文化 | 作者:Jianyu Liang – 伍斯特理工学院金属处理研究所;美国马萨诸塞州伍斯特 | 发布时间: 2022-05-07 | 682 次浏览 | 分享到:

25°C – 650°C。对气体进行加热能够使其在拉瓦尔喷嘴(渐缩渐扩喷嘴)中获得更大的加速度。

       第二路气体被用来吹送粉末给料器中的粉末,并将气固两相流导至超音速喷嘴。两路气流再次混合,然后进入喷嘴。喷嘴的第一段(收缩段)将混合气流压缩。在完成压缩后,喷嘴开始扩张,使气体和粉末颗粒得到加速。加速的幅度如此之大,以至于粉末颗粒在离开喷嘴时达到了超音速。

       这股携带着粉末的超音速气流喷出后,冲击到喷嘴前面的一块基材上。粉末颗粒在高速撞击下产生很大变形,并且由于结合机制的存在而开始逐层形成大块固体(比如矩形块)。当工艺结束后,就能够得到期望形状的近终形部件。

 

       研究目的

       精细冷喷涂工艺的主要局限是必须使用超细粉末,而粉末的流动性较差。实际上,超细粉末的高团聚性使其容易形成团块并造成堵塞。

       在过去的十年间,业界尝试了许多特殊的给料系统,但成效甚微。鉴于这种情况,伍斯特理工学院博士研究生Ryan MocadloJianyu LiangSisson的指导下进行了一项课题研究,希望帮助设计一种能够稳定和精确地剂量粉末的创新性的给料系统。此项研究的设想是,利用超声波振动为粉末提供恒定的进给力。

       在这些实验中,为了达到上述目标,给料系统结合采用了表面波、行波和驻波。一旦粉末流量达到稳定,系统就能够以小于110微米的宽度沉积出高分辨率的线条。

 

       应用

       美国国防部对这种增材制造工艺很感兴趣,希望用它来制造结构坚固,附着力强,能够承受发射时的极大超重的共形天线和电子构装。最终,该工艺可能被用来为众多行业生产结合牢固的微电路,与传统工艺相比不仅能够避免使用有害的掩膜,还能大幅度提高产量。

 

       304L不锈钢DMLS工艺参数的优化

       伍斯特理工学院正在进行的另一项增材制造课题研究是304L不锈钢的直接金属激光烧结