增材製(zhì)造相對於減法製造,它通常是(shì)逐層累加的過程(chéng),是通過添加材料直接(jiē)從(cóng)三維數學模型獲得三維物理模型的所有製造(zào)技術的總(zǒng)稱,集(jí)機械工程、CAD、逆(nì)向工程技術、分(fèn)層製造技術、數控技術、材料科學(xué)、電子束(shù)、激光等技術於一身,可以自動(dòng)、直接、快速、******地將設計(jì)思想轉變為具有一定功能(néng)的原型或直接製造零件,從而為零件原型製(zhì)作、新設計思想的校驗(yàn)等方麵提供了一種高效低成本的實現手段。學術界稱之為增(zēng)材製造,大眾和傳媒界稱之為(wéi)3D打印。
AM技術主要具(jù)有以(yǐ)下幾個突出的特點:
(1)直接。從原材料的粉材、絲材直接成形出來,形狀可以是任意複雜的三維零件,直接跨越(yuè)了傳統的鑄造、鍛造、焊接等工藝,還跨(kuà)越(yuè)了粗加工的過程(chéng),直接到精加工,這是(shì)AM技術(shù)***主要的特點;
(2)快速。物流環節少,製造工序少,製造周期加快;
(3)綠色(sè)。跟直接密(mì)切(qiē)相(xiàng)關,中間的過程少了,基礎(chǔ)零件不再被反複地加熱、冷卻,所以能耗就低了;
(4)柔(róu)性(xìng)。AM技術可以充分發揮設計師的想象力,設計師的自由度大,可以設計出任意結構(gòu)的零件;
(5)數字化、智能化為製造業的變革帶(dài)來(lái)了可能,因為(wéi)AM技(jì)術發展使傳統的流水線、大工廠生產模式有網絡(luò)化(huà)的可能(néng)性。故把這種(zhǒng)新技術(shù)說成是具有直接、快速、綠色、柔性、數字化、智能化(huà)特點的AM技術。兩(liǎng)種典型LAM技術的成形原理及其特點 LAM技術按其成形原理可分(fèn)為兩類:
(1)以同步送粉為技術特征的激光熔覆沉積(Laser Cladding Deposition,LCD)技術(shù);
(2)以粉床鋪粉為技術特征的(de)選區激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技術。下麵著重概(gài)述這兩種典(diǎn)型(xíng)LAM技術的成形原理及其特點。
1 LCD技術成形原(yuán)理及特點(diǎn)
LCD技術(shù)是快速成形技術(shù)的疊層累加原理和激光熔覆技術的有機結合,以金屬粉末為成形原材料,以高能束的激光作為(wéi)熱源,根據成形零件(jiàn)CAD模(mó)型分層切(qiē)片(piàn)信息的加工路徑,將同步送給的金屬粉末進行逐層熔化、快速凝固、逐層沉積,從而實現整個金屬零件的直接製造。LCD係統主要包括:激光器、冷水機(jī)、CNC數控工作台、同軸送粉噴嘴、送粉器及其他輔助裝置。
在多年的打拚(pīn)中不斷完善,不斷改進,不斷創新,在實踐(jiàn)中積累了豐富的經驗(yàn)與掌(zhǎng)握了特殊的加工工藝,無論從高精密機械樣機加工,高精密零件加工,高精密模型樣機加工,北京cnc數控加工,北京夾具工裝加工 ,尺寸精度還是外觀品質都令客戶(hù)拍手。所做產品受到諸多國內外知名企業(yè)的好(hǎo)評,產品遠銷東南亞。
LCD技術集成了快速成形技術和激光熔覆技(jì)術的特點(diǎn),具有(yǒu)以下優點:
(1)無需模具,可生產用傳(chuán)統方法難以生產甚至不能生產的複雜形(xíng)狀的零件;
(2)宏觀結構與微(wēi)觀組織同步製造,力學性能達(dá)到鍛件水平;
(3)成形(xíng)尺寸不受限製,可實(shí)現大尺寸零件的製造;
(4)既可定製化製造生物假體,又可製造功能梯(tī)度零件;
(5)可對失效和受損零(líng)件實(shí)現快 速修複,並可實現(xiàn)定向組(zǔ)織(zhī)的修複與製造。
主要缺點:
(1)製造成本高;
(2)製造效(xiào)率低;
(3)製造精度較差(chà),懸臂結構需要添加相應的支撐結構。
2 SLM技術成形原理和(hé)特點
SLM技術是以快速原型(xíng)製造技術為基本原理發展起來的******激光增材製造技術。通過專用軟件(jiàn)對零件(jiàn)三(sān)維數模進行切片(piàn)分層,獲得各截麵的輪廓數據(jù)後,利(lì)用(yòng)高能激(jī)光束根據輪廓數據逐(zhú)層選擇性地(dì)熔化金屬粉末,通過逐層鋪粉,逐層熔化凝固堆積的方式,實現三維實體金(jīn)屬零件製造。選區激光熔化係統主要由激光器及輔(fǔ)助設備、氣(qì)體淨(jìng)化係統、鋪粉係統、控製係統4部分組成(chéng)。 SLM技術具(jù)有(yǒu)以下優點:
(1)成形原料一般為金屬粉末,主要包括不鏽(xiù)鋼、鎳基高溫合金、鈦合金、鈷-鉻合金、高強鋁合金以及難熔金屬等;
(2)成形零件精度高,表麵稍經打磨、噴砂等簡單後處理即可達到使用精度要求;
(3)適用於打(dǎ)印小(xiǎo)件;
(4)成形零件的力學性能良好,一般力學性能(néng)優於鑄件,不如鍛(duàn)件(jiàn)。
主要缺點:
(1)層厚和光斑直徑很小,導致成形效率很低;
(2)零件大(dà)小會受到鋪粉工作箱大小的限製,不適合製造大型的整體零件;
(3)無法(fǎ)製造梯度功能材料,也無法成形定向晶組織(zhī),不適合(hé)對失效零件的修複。
國內外激光增材製造技術的***新研究進展
1. 國內外LCD技(jì)術***新研究進展
國內(nèi)外對(duì)於LCD技術的工藝研究主要集(jí)中在(zài)如(rú)何改善組織和提(tí)高性能(néng)。美國OPTOMEC公司和Los Alomos實驗室、歐洲宇航防務集團 EADS等研究機構針對不同(tóng)的材料(如(rú)鈦合金、鎳基高溫(wēn)合金(jīn)和鐵基合金等)進行了工藝優(yōu)化研究(jiū),使成(chéng)形件缺陷大大(dà)減少,致密度增加,性能接近甚至超過同(tóng)種材料鍛造水平。例(lì)如,美國空軍研究實驗室Kobryn等對Ti6Al4V激光熔覆(fù)沉積成形 工藝(yì)進(jìn)行了(le)優化, 並研究了熱(rè)處理和熱等(děng)靜壓對成形件微觀組織和(hé)性(xìng)能(néng) 的(de)影響,大大降低了組織內應力,消除了層間(jiān)氣孔等缺陷,使成形件沿沉積方向的韌性和高周疲勞性能達(dá)到了鍛件水平。
德(dé)國漢諾威激光研究 中心Rottwinkel等 利用感應加熱對基(jī)體提前預熱的方法解決了高溫合金成形過程熔覆層開裂的問題,並應用於高溫合金葉片的成形和修(xiū) 複。在國內, 北京航空航天大學陳博等主(zhǔ)要研究了鈦合金零件的LCD 工藝, 並通過(guò)熱處(chù)理製(zhì)度的優化,使鈦合金成形件組織得到細化, 性能(néng)明顯(xiǎn)提高,成功(gōng)應用於飛機大型承力結構件的製造, 西安交通大學葛江波(bō)、張安峰和李滌塵等則通過單道-多道-實體遞進成形試驗,研(yán)究了工藝參數對鐵基合金和鎳基合金材料 成形件的尺寸精度、 微觀組織和(hé)力學性能(néng)的影響規律(lǜ), 並實現了對成形零件的******成形和高性(xìng)能成性一體化 控形控(kòng)性 製造。
LCD技術在零件修複領域也得到了(le)廣泛應用, 美國Sandia******實驗室和空軍研究實驗室、 英國Rolls-Royce公司、 法國Alstom公司以及德國Fraunhofer研究所等(děng)均對航空發動機渦輪葉片和燃氣輪機葉片(piàn)的激 光熔覆修複工藝進行了研究並(bìng)成功實現了定向晶葉片的(de)修(xiū)複,如圖1(a) 所示。此外,美國國防部研發的移(yí) 動零件醫院,如圖1(b),將LCD技 術應(yīng)用於戰場環境,可以對戰場(chǎng)破(pò)損零件 (如坦克鏈(liàn)輪、傳動齒輪和軸(zhóu)類零件等(děng)) 進行實時修複,大大提高了戰場環境下的機動性。
同時,利用LCD技術,通過(guò)混合(hé)粉末或控(kòng)製噴嘴同時輸送不同的粉 末, 可以成形金(jīn)屬-金屬和金屬-陶瓷等功能梯度材料。美國裏海(hǎi)大學 的Fredrick等 研究了利用LCD技術製造Cu與AISI 1013工具鋼梯度(dù) 功能材料的可行性, 通(tōng)過(guò)工藝優化以及利用Ni作為中間過渡層材料,解決了梯度材料成形過程中兩相不相容和熔覆層開裂的問題。美國南衛理公會大學(xué)的MultiFab實驗室利用LCD技術成功製造了同時具有縱向和橫向梯度的金屬-陶瓷複合材料 零件,如圖2(a)所示。斯洛文(wén)尼亞馬裏堡大學也(yě)對Cu/H13梯度材料的LCD工藝進行了研究,得到(dào)了無裂紋的Cu/H13梯度材料(liào),且試樣拉伸強度高於普通鑄造銅,如圖2(b)所示。
此外,美國Sandia******實驗室和密蘇(sū)裏科技大(dà)學等研究機構也分別研究了Ti/TiC、Ti6Al4V/In 625和In 718/Al2O3等不同材料(liào)的(de)功能梯度零件LCD成形工藝。國內方麵,西北工業大學楊海鷗(ōu)、黃衛東等研究了316L/Rene 88DT梯度材料的LCD成(chéng)形工藝,並總結了熔覆層微(wēi)觀組織和硬度隨著梯度材料不同成分含(hán)量變化而變化的(de)規律。西安交通大學解航(háng)、張安峰等進行了(le)Ti6Al4V/CoCrMo功能梯度(dù)材料的(de)LCD研究。此外,北京(jīng)有色金屬研究院席明哲等(děng)研究了316L/鎳基合金/Ti6Al4V的成(chéng)形工(gōng)藝,沈陽理工大學田鳳傑等則研究了梯度材料(liào)LCD成形同軸送粉噴嘴的設計。 LCD設備的升(shēng)級和改進也是國 內(nèi)外研究的熱(rè)點之一。
美國密蘇裏科技大學Tarak等開發了LAMP加工係統,將LCD技(jì)術和CNC切削技術結合,在機床主軸上安裝激(jī)光頭,從而實現對熔覆成形後(hòu)的零件實時(shí)加工,提高了生產效率,同時保證 了零件精度。同樣(yàng)來自美國(guó)南衛理公會大學MultiFab實驗室的研究人員將五軸聯動技術應用於LCD,通過工(gōng)作台擺動旋轉調整(zhěng),從而克服懸臂件加工支(zhī)撐的問題,可以成形各類複雜懸臂零件。德國DMG MORI公司 開發的LaserTec 65同樣將五軸聯動 切削加工與(yǔ)LCD結(jié)合起來,用於複雜(zá)形狀模具、航空(kōng)異形冷(lěng)卻(què)流(liú)道等零(líng)件的加工製造。國內對(duì)於LCD設備 的研究較少, 目前西安交通大學正在研製一(yī)台五軸聯動激光增材-減材一體化成形機。
2 國內外SLM技術***新研究進展
在SLM成(chéng)形工藝方麵,國內外(wài)研究者在缺陷控製、 應力(lì)控製、成形微觀組(zǔ)織演變和(hé)提高成形件力學性能等方麵開展了大量(liàng)研究工作。德 國弗朗霍弗研究所 (Fraunhofer, ILT)研究人員在SLM成形不同臂厚 的AlSi10Mg雙懸臂梁時, 對基板進行預熱, 發現當預熱溫度為250℃時, 有效地降低了因溫度梯度產生的熱應力, 將成形件與基板分(fèn)離後,不同臂厚的雙懸臂梁均未發生變形和開(kāi)裂。利茲大學(xué)的Olakanmi等總結了近年來世界範圍(wéi)內針對鋁(lǚ)合金SLM成(chéng)形的工(gōng)藝、微觀組織和力學性能的研究成果。
曼徹斯特大學的Majumdar等研究了316L不(bú)鏽(xiù)鋼粉末SLM成形過程(chéng)中微觀組織的變化規律,發現試件上表麵由(yóu)於熱量沿(yán)各個方向散熱(rè)為等軸晶顯(xiǎn)微組織,試件下部由於(yú)熱積累效應生(shēng)長為粗大柱狀組織,且能量(liàng)密度越大,晶粒越大。拉(lā)夫堡大學的Mumtaz等在SLM成形Inconel625薄壁件時,采(cǎi)用脈衝整形技術改變脈衝周期內(nèi)的能量分布(bù),有效減少了成形過程中的粉末飛濺,改善了(le)成(chéng)形件的表麵質量。國內華南理工大學、華中科技(jì)大學、西安交通大學和蘇州大學等在SLM成形工藝方麵也做了大量研究。例如,蘇州大學(xué)的錢德(dé)宇等對(duì)SLM成形多孔鋁合金進行了研究,分析了多孔鋁合金的表麵形貌(mào)、孔隙率、顯微組織、相組成及微觀力學性能,發現激光功(gōng)率為130W時,孔隙率***大且多孔鋁合金晶(jīng)粒尺度達到納米級(jí)別(bié);激光功率變化(huà)對多孔鋁合金的納(nà)米硬(yìng)度(dù)影響較大。
華南理工大學(xué)的劉洋等采用SLM成形了間隙尺寸為0.2mm的一係列傾斜角度(dù)的間隙特征,研究了成形厚度、傾斜角(jiǎo)度和能(néng)量輸入(rù)等工藝參數對間隙大小的影響,並成形了免組裝的折疊算盤,如圖3所示。 同時,國內外增材製造相關研究(jiū)機構及(jí)企業也一直在致(zhì)力於SLM設備的研發。自德國Fockele & Schwarze (F&S)與(yǔ)德國弗朗霍弗研究所(Fraunhofer, ILT)聯合(hé)研製出******台SLM設(shè)備以來,SLM技術及設備(bèi)研發得到迅速(sù)發(fā)展(zhǎn)。
國(guó)外對SLM設備的研發主(zhǔ)要集中在德國、美國、日本(běn)等******,目前這些******均有專業生產SLM設備的公司(sī),如德國的EOS、SLM Solutions、Concept Laser公司;美國的3D Systems公司和日本的Matsuura公司等。德國EOS公司推出了EOS M100/M290/M400、EOSINT M280、PRECIOUS M080型SLM設備,其中EOS M400型(xíng)SLM設備(bèi)***大成形尺(chǐ)寸為400mm×400mm×400mm。SLM Solutions公司研發的SLM 500HL型SLM設備***大成形尺寸為500mm×280mm×365mm。2015年,德國(guó)弗(fú)朗霍夫研究所(suǒ)(Fraunhofer, ILT)和Concept Laser公司聯合研發出Xline2000R型SLM設備,其(qí)***大成(chéng)形尺寸達到800×400mm×500mm。
目前,日本Matsuura公司研製出了金屬光造型複合加工設備LUMEX Avance-25,該設備將金屬激光成形和切削加工結合在一起,激光熔化一定層數粉末後,高速銑削一次,反複進行這樣的工序,直(zhí)至整個零件加工完(wán)成,從而提高(gāo)了成形件(jiàn)的表麵質量和尺寸精度,與單純的金屬粉末激光選區熔化技(jì)術相比,其加工尺寸精度 小於±5μm,圖4為金屬(shǔ)光造型複合加工原理示意圖,圖5為SLM技術與SLM+銑削加工複合技術(shù)成形(xíng)結(jié)果對比。國(guó)內方麵,華中科技(jì)大學、華南理工大學、西北工業大學和西安交通大學等高校(xiào)在SLM設備(bèi)的研發方麵做了大量的(de)研(yán)究工作。其中,華南理工大學激(jī)光加工實驗室與北京隆(lóng)源公司合作研製了***新一款DiMetal-100型SLM設備,成形致密度近乎****的金屬零件,表麵粗糙度Ra小於15μm,尺寸精(jīng)度達0.1mm/100mm。
2016年,華中科技大學武漢光電******實驗室的激光******製造研究團隊率先在國(guó)際上研製出成形尺寸為500mm×500mm×530mm的4光束大尺寸SLM設備,首(shǒu)次在SLM設備中(zhōng)引入雙向鋪粉(fěn)技術,成形效率高(gāo)出同類設備20%~40%。
高性(xìng)能金(jīn)屬零(líng)件激光(guāng)增材製造技術的(de)***新研究進(jìn)展
1 超聲(shēng)振動輔助LCD對IN718沉積態組(zǔ)織與性能的影(yǐng)響 LCD是***為(wéi)重要的增材製造技術(shù)之一,然而高溫(wēn)合金和(hé)高強度鋼等材料的LCD零件內部容易產生應(yīng)力、微(wēi)氣(qì)孔和(hé)微裂(liè)紋等缺陷,這些問(wèn)題嚴重製約了其在航空航天、生物(wù)醫療等領(lǐng)域的應(yīng)用步伐。借鑒(jiàn)超聲振動在鑄造、焊接領域中(zhōng)的(de)除氣(qì)、細化晶粒、均勻組織成分、減小殘餘應力的作用,超聲振動被引入到LCD係統中,以獲得高性能的金屬成形件。圖6為超聲振動輔助LCD係(xì)統示意圖。
超聲振動輔助LCD IN718的試(shì)驗(yàn)結果表明:施(shī)加超聲振動後,成形件的表麵粗糙度和殘餘應(yīng)力得到顯著改善,微觀組織得到細化(huà),其抗拉強度和屈(qū)服強度得到提高(gāo);與未(wèi)施(shī)加超聲振(zhèn)動相比(bǐ),當超聲頻率為17kHz、超聲功率(lǜ)為44W時,在x和y兩個方向上殘餘應力分別降低(dī)了47.8%和61.6%,屈服(fú)強(qiáng)度和抗拉強度略有提高,延伸率和斷麵收縮(suō)率分別達到29.2%和45.0%,即延伸率和斷麵收縮率分別是鍛件標準的2.4倍(bèi)和3倍。這些結果表明超聲(shēng)振動輔助LCD為獲(huò)得高質量和高性能的LCD件提供了一種有效途徑。
2 感應輔助LCD
DD4定向晶修複DZ125L葉片的研究LCD高溫合金時(shí),高溫合金具有很高的裂紋敏感性,裂紋一般表現為沿晶界開裂,並順著沉積方向擴(kuò)展,嚴重影響高溫合金的力(lì)學性能。而利用感應加熱來輔助LCD能夠很好地解決這(zhè)些問題。通過感應加(jiā)熱可有效減小基體(tǐ)與熔覆層之(zhī)間的溫度梯度,一方(fāng)麵可以消除(chú)微觀缺陷(微氣孔和夾渣等);另一方麵可以有效消除(chú)高溫合金(jīn)裂(liè)紋的形成。故感應輔(fǔ)助LCD技術可有效提高高溫合金定向凝固(gù)組織的性能(見圖7)。 通過感應加熱來控製DD4實(shí)體成(chéng)形過程中的散熱方向和正溫度梯度,可以(yǐ)獲得完整均勻外延生長的DD4柱狀定向晶。
此外,在感應加熱輔助LCD DD4實(shí)體成形過程中,柱狀晶一次枝晶(jīng)間距的大小也發生了(le)顯(xiǎn)著的變化,如圖8所示,感應加熱1200℃時,柱狀(zhuàng)晶一(yī)次(cì)枝晶平均間(jiān)距為15.2μm,無感應加熱時經曆的柱狀晶一次枝晶平均間(jiān)距為2.5μm,柱狀晶一次枝晶間距增大了(le)5倍,且柱狀晶一次枝晶之間的橫向晶界和裂紋完全消失,這對於(yú)提高DD4定向晶修複DZ125L葉片的(de)高溫性能具有重要意義,因為對於高溫合金DD4在1200℃高溫(wēn)下,柱狀晶一次枝晶間距變大,晶界減少,對提高DD4高溫性能是非常有利的,為LCD DD4柱狀晶修複DZ125L定向晶葉片奠定了基礎。
3 CuW功能梯度複合材料的LCD工藝研(yán)究
用(yòng)傳統熔滲(shèn)法或混粉燒結法生產的銅鎢電觸頭,在使用過程中存在的一個(gè)主要問(wèn)題是疲(pí)勞裂紋及掉渣現象(xiàng)(見(jiàn)圖9),即抗電弧侵蝕能力較差。從(cóng)銅和鎢兩種材料的物理性質而言,雖然銅的熔(róng)點僅為1083℃,沸點為2595℃,但銅對激光具有高(gāo)反射高導熱(rè)的特點;而鎢的熔點則(zé)高達3422℃,沸點為5655℃。銅(tóng)鎢兩者的熱物理特性相差太(tài)大,鎢的密度和沸點是銅的兩倍多,鎢的熔點是銅的(de)3倍多,在(zài)鎢還(hái)未熔化時,銅已經汽化了,需要(yào)足夠高的功率(lǜ)密度才能進(jìn)行銅和鎢的LCD試驗。因此,采用感應輔(fǔ)助LCD技術,可成形CuW功能梯度(dù)材料零件(見(jiàn)圖10),成形零件具有良好的綜合力學性能。
本試驗重點研究(jiū)CuW複合材料感應輔助LCD的成形工藝,解決Cu的高導熱、對激光的高反(fǎn)射率問題,研究CuW材料(liào)LCD的潤濕機製、缺陷形成機製,使成形的CuW複合材料滿足使用的力學性能和電學性能要求。 試驗結果顯示,在感應加熱溫度(dù)為400℃的條件下,試樣的成形質量***好。隨後在400℃預熱銅基板上 成形W的 質量分數分 別為50%、 60%、70%和 80%的CuW 複合材(cái)料(見圖11),以及在CuW複合材料(liào)成(chéng) 形工藝參數的基礎上,成形了CuW 功能梯度材料,並分(fèn)析 了CuW梯度複合材料的顯(xiǎn)微組織和W顆粒分布的均勻性。掃描電鏡照片顯示在W的含量為70%和80%時,W顆粒分布比(bǐ)較(jiào)均勻,但所有成形試(shì)樣中都存在極少量微氣孔,進一步試驗表明,激光表麵重熔工(gōng)藝可(kě)以有效減少成形試樣(yàng)中的氣孔。
4 送粉氣純度對激光熔覆
Fe314修複40Cr組織與性能(néng)的影響(xiǎng)與惰性氣體相比,氮氣(qì)可以通(tōng)過(guò)氮氣發生器從空氣中製取,更(gèng)適用於野(yě)外、工礦、能源動力等多變複雜環境下失效零件的快速應急修複,使設備快速恢複(fù)正常使用,可以節約資源(yuán)、降低(dī)經濟損失,具有重(chóng)要(yào)的工程應(yīng)用價值。選(xuǎn)用99.999%N2、99.5%N2、98%N2 3種不同純度的氮氣送粉,在(zài)無保護的大氣環(huán)境中(zhōng)進行激光熔覆Fe314修(xiū)複(fù)40Cr試驗(yàn),探討送粉氣的純度對修複零件組織(zhī)與性能的影響,為熔覆修複係統選擇合適純度氮氣發生器(qì)確定科學依據。
試驗結果表(biǎo)明:在一定範圍內,隨著氮氣純度的降低,熔覆層組織殘留的夾渣物略有增加,但對修(xiū)複後的力學性能影響(xiǎng)很小,采用純度98%~99.5%的(de)氮氣發生器完全滿足修複性能要求。3種不同純度氮氣送粉氣條件(jiàn)下Fe314修複40Cr試樣 的抗拉強度(dù)均不低(dī)於1001MPa,延(yán)伸率不低於10%,硬度約HV0.2430,均超過基(jī)體的力學性能。圖12為采用Fe314激光熔覆修複(fù)40Cr中碳鋼齒輪零件的案例,熔(róng)覆層與(yǔ)基體為冶金結合,結合麵處力學性能大於40Cr本體,可以實現野外及工況環境下齒類件零件的快速(sù)應急修複。
高性能金屬零件LAM技術作為 一種兼(jiān)顧(gù)******成形和高性能成性(xìng)需求的一體化製造技術,已經在航空航天、生物醫學、汽車(chē)高鐵、產品開發等領域顯示了廣(guǎng)闊和不可替代的應用前(qián)景。但是,相比於傳統鑄鍛焊等熱加(jiā)工技術和機械(xiè)加工等冷加工技術,LAM技術的發(fā)展曆史畢竟才(cái)30年,還存在製造成(chéng)本高、效率(lǜ)低、精度較差、工藝(yì)裝備研發尚不完善等問(wèn)題,尚未進(jìn)入大規模工業應用,其技術成(chéng)熟度相(xiàng)比傳(chuán)統技術(shù)還有很大差距。特別是LAM專用合(hé)金開發的滯後、LAM構件無損檢測方法的不完善以及相關LAM技術(shù)係統化、標準化的不足,在很(hěn)大程度上製約了LAM技術在工業領(lǐng)域的應用。
除此之外,LAM合金的力學性能和成形幾何精(jīng)度控製也遠未達到理想狀態(tài),這一方麵來自(zì)於對這些合金在LAM和後續熱處理過程中的控(kòng)形和控(kòng)性機理(lǐ)的(de)研究和認識不夠係統深入,另一方麵來(lái)自於對LAM過程(chéng)的控製不夠精細。這也意味(wèi)著,對(duì)於(yú)LAM技(jì)術,仍有大量的基礎(chǔ)和(hé)應用研究工作有待進一步完善。增材製造以其製造原理的突出優勢成為具有巨大發展潛力的******製造技術,隨著增材製造設備(bèi)質量的大幅度提高,應用(yòng)材料種類的擴展和製造效率與(yǔ)精度的提高,LAM技術必將給製造技術帶來革命性(xìng)的發展。
作者:張安峰 (教授,博士生導師,主要從事激光增材製造(zào)(3D打印)技術及其裝備,高性能金屬零件增材製造技(jì)術及其再(zài)製造修複工程等方麵的研究。 *基金項目:******重點專項高性(xìng)能金屬(shǔ)結構件激光增材製造控形控(kòng)性研究高性能金屬零件(jiàn)激光增材製造 技術研究進展******自然科學基金項(xiàng)目;陝西省科技統籌創新工程(chéng)計劃項目)