不同原料对水下激光直接金属沉积修复HSLA钢微观组织和力学性能的影响

水下激光直接金属沉积(UDMD)技术在海洋受损结构的现场修复方面显示出巨大的潜力。本研究针对柔性原料替代的可能性,采用两种不同性能的粉末对提前准备好的HSLA钢板进行UDMD修复。系统研究了合金成分和UDMD工艺对修复性能的综合影响,包括微观组织、力学性能和腐蚀行为。

直接金属沉积成形工艺研究

针对直接金属沉积成形(DMD)的工艺特点,设计了一维、二维实验和三维成形实验,研究了成形质量与成形工艺参数的直接关系,并对其进行了优化。检验工艺优化的效果,并对成形零件的性能作了分析。实验证明该工艺可以直接生产高质量的金属零件。

直接金属沉积成形工艺的RP软件研究

直接金属沉积 ( DMD)快速成形是快速制造的一种新工艺。其原理与传统的快速成形工艺 (如分层实体制造 SSM,熔融挤压成形 MEM,立体光刻 SLA等 )相同。所介绍的直接金属沉积成形工艺是在 CAD模型直接驱动下 ,由高功率激光熔化同轴输送的金属粉末 ,层层扫描熔化堆积 ,直接形成致密的金属零件。该直接金属成形系统包括数控系统、激光系统、同轴送粉系统、RP数据处理软件系统、控制软件系统等。重点针对高功率激光同轴送粉的直接金属沉积成形工艺 。

扫描速率对激光直接金属沉积M2高速钢微观组织和硬度的影响

采用直接激光金属沉积(DLMD)设备,以不同的激光扫描速率在2Cr13不锈钢基板上制备出M2高速钢块体试样,并对其力学性能和微观组织进行表征。结果表明:随着DLMD激光扫描速率的增加,M2高速钢的平均晶粒尺寸减小、碳化物析出体积总量减少。碳化物以M6C、MC和M2C为主,随着扫描速率的增加,M2C型碳化物体积分数增加,洛氏硬度也增加,明显高于传统铸造高速钢的(54~56 HRC)。

激光直接金属沉积316L不锈钢表面粘粉工艺研究

为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律,利用高速摄像机分析粉末粘附类型,采用单因素试验的方法,定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明,粉末粘附主要包括熔池熔液逸出和未熔粉末粘附两种类型;随着送粉速率的增加和送粉气流量的减小,薄壁件侧表面粉末粘附程度增加,而粉末粘附程度则对激光线能量密度的变化不敏感;激光功率700W、扫描速率700mm/min、送粉量13.54g/min、送粉气流量14L/min、离焦量+22mm时,激光直接金属沉积薄壁件表面粉末粘附较少。研究结果能够成为改善316L不锈钢增材制件表面质量的重要依据。

用直接金属沉积法制造功能梯度件

美国新墨西哥州的Optomec公司用直接金属沉积法(DMD)制成了功能梯度钛结构。DMD的原理基于激光近终形成形(LENS)。

Inconel 625激光直接金属沉积成形参数无量纲化及其对单道几何形貌的影响

为了对激光直接金属沉积成形技术中不同参数进行规范,对Inconel 625球形合金粉末进行了激光直接金属沉积成形试验,对成形参数进行了无量纲化,得到了以接触角为几何形貌评价参数的加工图,并对工艺参数与单道沉积层几何形貌间的关系进行了分析讨论。结果表明,特征能量比为0.5~0.7时,粉末完全熔化且不造成能量剩余,沉积层呈现平滑的椭圆形;送粉速率是控制沉积层高度的首要因素,当送粉速率恒定时,激光功率对熔池深度影响较大。

激光直接金属沉积中激光束衰减的模拟研究

采用三维瞬态模型模拟了同轴激光直接金属沉积过程中激光束在基材附近穿过汇聚的钛金属粉末云时的衰减。采用射线追踪方法,计算了激光束受粉末影响部分被吸收、部分被散射后在各个方向的光强分布。考虑了激光波长和粒子数对激光衰减过程的影响。结果表明,具有均匀空间分布的0.01g/mL钛粉末云对激光的吸收率为5.47%,激光束穿过粉末云时的衰减几乎不受波长影响,但随粒子数的增加而增强。数值模拟解与实验测得的1.06μm处的粒子悬浮液透射率曲线相吻合。

金属激光直接沉积增材制造工艺研究

金属激光直接沉积增材制造是一种新型的制造工艺,通过激光束在金属粉末上进行扫描熔融,逐层沉积构建出三维金属零件。本文对该技术进行了深入研究和探讨,?首先对金属激光直接沉积增材制造进行基本背景及介绍,其次分析了金属激光直接沉积增材制造工艺的特点,最后总结了影响制造质量关键因素的研究分析。

激光直接金属沉积熔池温度控制作用研究

激光直接金属沉积(Direct Metal Deposition,DMD)作为一种典型的增材制造方式通过利用激光作为热源逐层沉积金属粉末来制造三维零件。然而成型过程中的不稳定因素较多尤其是熔池温度、冷却速率等,这些最终将导致成形件较低的宏观尺寸精度以及不均一的微观显微组织等进而严重影响零件使用性能。通过选用薄厚特殊基板,利用比色高温计实时监测熔池温度作为闭环反馈信号,通过建立基于PID控制算法的在线控制系统实时调节激光功率使得沉积过程中的熔池温度控制稳定,并利用另外两台比色高温计定点逐层监测沉积层两端热历史并计算冷却速率。开闭环实验对比表明熔池温度稳定条件下层厚标准差降低了62%,各位置晶粒表征参数标准差均得到降低。

旋转电极与真空气雾化制粉工艺的In718材料直接金属沉积性能对比

分别对使用等离子旋转电极工艺与真空气雾化制粉工艺所生产的In718合金粉末进行直接金属沉积(3D打印),并对其沉积过程、成型件组织形貌进行对比测试。试验结果表明:对于In718材料而言,在组织致密度上旋转电极工艺粉末综合性能均高于气雾化工艺粉末。但在制造过程中进行材料选择时,应根据两种制粉工艺下的粉末成本及性能综合考虑。

直接金属成形喷射技术

分析了现有典型直接金属成形同轴喷射喷头系统的专利 ,结合试验提出了喷头系统的设计准则。在此基础上设计开发了单喷点同轴喷射系统。试验证明该喷头使成形工艺控制更加灵活 ,提高了成形零件的质量。

激光熔覆技术在金属3D打印中的应用

简述了3D打印中最具潜力和应用价值的金属零件3D打印的分类及发展。详细介绍了基于激光熔覆技术的DMD和LENS金属3D打印的工艺原理及应用,最后分析了其目前的不足之处和未来的发展方向。

基于DMG MORI LASERTEC 65 3D加工中心的不锈钢粉末激光沉积增/减材复合制造

采用国内首台增/减材复合加工中心——DMG MORI LASERTEC 65 3D,完成不锈钢粉末的增/减材复合制造,通过研究激光直接金属沉积成形的激光功率、扫描速度及送粉速度等増材工艺参数对不锈钢沉积层截面形状尺寸与表面粗糙度的影响,优化沉积工艺参数,测定沉积件的力学性能,并初步探究DMG MORI LASERTEC 653D复合加工中心对于不锈钢异型涡轮增压壳体的增材与减材复合制造的能力水平和应用空间。结果表明:最佳沉积工艺参数为:激光功率为2 400 W,扫描速度为1 000 mm/min,送粉速率为14 g/min,粉末沉积件获得理想的等轴晶组织,其抗拉强度和伸长率分别达到632 MPa和46.9%,与同材料的锻件相当。用DMG MORI LASERTEC65 3D复合加工中心,可完成不锈钢异型涡轮增压壳体的粉末激光直接金属沉积成形和5轴铣削的复合加工制造,在保证工件精度的前提下,能较好地实现如法兰钻孔、接头生产等难加工部件的一次性成形,较传统加工方式效率提高5~8倍。

FGH96激光熔化沉积成形过程对组织与性能的影响

FGH96镍基粉末高温合金可作为航空发动机高性能涡轮盘的理想材料。采用4种不同扫描方式分别对FGH96进行激光熔化沉积。主要研究了不同扫描方式对FGH96沉积态的组织和性能的影响。结果表明,沉积层的微观形貌主要为外延生长的柱状晶,平行扫描方式均发现有微裂纹产生,而往复扫描方式并未出现开裂现象。成形零件的显微组织主要由固溶体基体相、Laves相和碳化物组成。采用层间相同平行往复方式所得的成形件具有较大的表面硬度,平均值为389.3HV0.2。成形件具有优良的力学性能,断裂方式均为塑性断裂,采用层间相同平行往复方式可得到1065.29MPa的抗拉强度、28.17%的延伸率。

热处理对激光快速制造高速钢微观组织与力学性能的影响

采用激光快速制造方式,制备M 2高速钢试样,并对试样采取退火和淬火处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对试样微观组织进行分析。采用洛氏硬度仪对试样的力学性能进行测试。结果表明,样品由胞状或树枝状结构的铁素体、马氏体、残余物组成的奥氏体和细碳化物组成。经过退火处理的试样碳化物发生球化现象。延长退火时间会使组织细化,随后的淬火处理可显著提高合金性能。

熔粉式激光直接沉积成形TC11钛合金工艺性研究(英文)

试验采用同轴送粉式激光直接沉积成形技术,分别使用脉冲式和连续式的激光方式在TC11合金锻件基体上沉积TC11钛合金。利用OM、SEM对沉积层的微观组织进行了分析,测试了沉积层的显微硬度。结果表明,纵观整个沉积层组织,两者沉积层表面光滑、均匀、连续,而且无结构缺陷;从微观组织上看,连续式具有枝晶组织,且具有外延生长特性,而脉冲式枝晶组织不明显;从晶粒形核生长形式看,两者非均匀形核特征显著;而且激光直接沉积成形层硬度与基体相比,两者都有较为明显的增强。