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创新SLM工艺!增强金属3D打印部件的延展性和韧性

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-14 13:25:52   浏览次数:1718  
核心提示:新加坡的一个研究小组最近对SLM 3D打印技术进行了研究,对于使用金属AM工艺的制造项目来说,这些研究结果可能是非常宝贵的。相关研究结果在《NPG亚洲材料》杂志上发表的一篇名为《通过选择性激光熔融增强3D打印不锈钢316L强度和延展性》的论文有所概述。
新加坡的一个研究小组最近对SLM 3D打印技术进行了研究,对于使用金属AM工艺的制造项目来说,这些研究结果可能是非常宝贵的。相关研究结果在《NPG亚洲材料》杂志上发表的一篇名为《通过选择性激光熔融增强3D打印不锈钢316L强度和延展性》的论文有所概述。

 
工程师们对许多不同类型的激光器、以及模拟和测量粉末床的特定几何特征和熔化过程,提出了一种创新的方法来提高SLM技术的效率。他们发现,金属AM部件的延展性和韧性可以通过晶体结构工程来改善。
 
通过数字3D模型预编程,选择性激光熔化技术可以通过激光束熔化金属粉末的特定区域,以便将金属颗粒熔合在一起形成特定形状。由于3D打印技术具有在一个阶段自动生成复杂几何图形的潜力,无需过多的人工或工具成本,因此这种3D打印技术是很受重视的。
 
 
SLM打印件的分辨率和强度较高,优于类似的金属AM工艺。尽管与其他技术相比优势强大,但SLM 3D打印在延展性和韧性方面仍然需要改进。通常需要强大的后处理来提高SLM制造的部件的性能,由于内部孔隙、各向异性、缺乏熔合缺陷和其他问题,这些部件可能会过分脆化。多年来,工程师一直在试图解决金属3D打印强度和韧性之间的问题。
 
该研究项目试图通过研究SLM 3D打印零件的微观结构来解决这个问题。他们发现可以观察到两种不同的晶体学结构,称为<011>和<001>,前者能够生产出更加坚韧和更具延展性的部件。
 

当在SLM 3D打印部件上施加变形力时,有两种不同的机制可以使晶体结构变形。一个称为位错滑动,另一个称为孪生变形。孪生变形在结构中脱能效果更好,因此它是延展性和韧性方面的首选机制。研究发现,<011>结构的零件能更频繁地表现出这种机制。
 
研究人员利用海洋级不锈钢316L(一种用于工业用途和SLM 3D打印的常用材料)调整晶体结构以改进性能。在设计<011>晶体结构部件的时候,应用这种材料的部件的延展性和韧性水平高达40%。
 
他们的研究指明了SLM 3D打印技术的改进方向,有助于改善材料性能和金属AM的重型承重部件的制造。
 
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