增材製造相對於減法製造,它通常是(shì)逐層累加的過程,是通過添加材料直接(jiē)從三維數學模型獲(huò)得三維(wéi)物(wù)理模型的所有製造技術的總稱,集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技(jì)術、分(fèn)層製造技術、數控技術、材料科學、電子(zǐ)束、激光等技術於(yú)一身,可(kě)以自動、直接、快(kuài)速、******地將設計思想轉變為具有(yǒu)一(yī)定功能的原型或直接製造零件,從而為零件原型製作、新設計思想的校驗等方麵提供了一種高效低成本的實現手段(duàn)。學術界稱之為增材製造,大眾(zhòng)和傳媒界(jiè)稱之為3D打印。
AM技術主要具有以下幾個(gè)突出的(de)特點:
(1)直接。從原(yuán)材料的粉(fěn)材(cái)、絲材直接成形出來(lái),形狀可以是任意複雜的三(sān)維零件,直接跨越了(le)傳統的(de)鑄(zhù)造、鍛造、焊接(jiē)等工藝,還跨越了粗加工的過程,直接(jiē)到精加工(gōng),這是(shì)AM技術***主要的特點;
(2)快(kuài)速。物流環節少,製造工序少,製(zhì)造周(zhōu)期加快;
(3)綠色。跟直接密切相(xiàng)關,中間的過程(chéng)少了,基礎零件不再被反(fǎn)複(fù)地加熱、冷卻,所以能耗就低了(le);
(4)柔性。AM技術可以充分發揮設計(jì)師的想象力,設計師的自由度大,可以設計出任意結構的零件;
(5)數字化、智能(néng)化為製造業的變革帶來了可能,因(yīn)為AM技術發展使傳統的流水線(xiàn)、大工廠生產(chǎn)模式有網絡化的可能性。故把(bǎ)這種新技術說成(chéng)是具有直(zhí)接、快速、綠色、柔性、數字化、智能化特點的AM技術。
兩種典型LAM技術的成形原理及其特點LAM技術按其成形(xíng)原理可分為兩類:
(1)以同步送(sòng)粉為技術特征的激光熔覆沉(chén)積(LaserCladdingDeposition,LCD)技術;
(2)以粉(fěn)床鋪粉為技術特征的選區激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)技術。下麵著重概述(shù)這兩種典型LAM技術的成形原理及(jí)其特點。
1、LCD技術成(chéng)形原理及特點
LCD技術是快速成形技術的疊層累加原理(lǐ)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熱源,根據成(chéng)形零件CAD模型分層(céng)切片信息的加工路徑,將同步送給的金屬粉末進行(háng)逐層熔化、快(kuài)速凝固(gù)、逐層(céng)沉積,從而實現整個金屬零件的(de)直接製造。LCD係(xì)統主要包括:激光器、冷水機、CNC數控工作台、同(tóng)軸送粉噴嘴、送粉器及其他(tā)輔助裝置。
LCD技術(shù)集成了快速成(chéng)形技術和激光熔覆技術的特點,具有以(yǐ)下優點:
(1)無需模具,可生產用傳統方法難以(yǐ)生(shēng)產甚至不能生產的複雜形狀的零(líng)件;
(2)宏觀結構與微觀組織同步製造,力學性能達(dá)到鍛(duàn)件水平;
(3)成形尺寸不(bú)受限製,可實現大尺寸零件的(de)製造;
(4)既可定製化製造生物假體,又可製造功(gōng)能(néng)梯度(dù)零件;
(5)可對失效和受損零件實現快速修(xiū)複,並可實現定向組織(zhī)的修複(fù)與製造。
主要缺點:
(1)製(zhì)造成本高;
(2)製造效率低;
(3)製造精度較差,懸臂結構需要添加相應的(de)支(zhī)撐結構。
2、SLM技術成形原理和特點
SLM技術是以快速原型製造技術為基本原(yuán)理發展起來的(de)******激光增材製造技(jì)術。通過專用軟件對零件三維數模進行切片分層,獲得各截麵的輪廓數據後,利用高能激光束根(gēn)據輪(lún)廓數據逐層選(xuǎn)擇性地熔化金屬粉末,通過逐層鋪粉,逐層熔化凝固堆(duī)積的方(fāng)式,實現三(sān)維實體(tǐ)金屬零件製造。選區激光熔化係統主要由(yóu)激光器及輔助設備、氣體淨化係(xì)統、鋪粉係統、控(kòng)製係統(tǒng)4部分(fèn)組成。SLM技術具有以下優點:
(1)成形原料一般為金屬粉末,主要包括不鏽鋼、鎳基高溫合金、鈦合金、鈷-鉻合金、高(gāo)強(qiáng)鋁合金以及難熔金屬等;
(2)成形零件(jiàn)精度高,表麵稍(shāo)經(jīng)打磨、噴砂等簡單後處理即可達到使用精度(dù)要求;
(3)適用於打印小件;
(4)成形零件的力學性能良(liáng)好,一般力學性能優於鑄件,不如鍛件。
主要缺點:
(1)層(céng)厚和光斑直徑很小,導致成形效率很(hěn)低;
(2)零件大小會受到鋪(pù)粉工作箱大小的限製,不適合(hé)製(zhì)造大型(xíng)的(de)整體零件;
(3)無法製造梯(tī)度功能材料,也無法成(chéng)形定向晶組織,不適合對失效零件(jiàn)的修複。
國內外激光增材製(zhì)造技術的***新研究進展
1
國內外LCD技術***新研究進(jìn)展
國(guó)內外對(duì)於LCD技術的(de)工藝研究主要集中在如何改善組織和提高性能。美國OPTOMEC公司和LosAlomos實驗室、歐洲宇航防務集(jí)團EADS等研(yán)究機(jī)構針對不(bú)同的(de)材料(如鈦(tài)合金、鎳基高溫合金和(hé)鐵基合金等)進行了工藝優化研究,使成形件缺(quē)陷大大減少,致密度增(zēng)加,性能接近(jìn)甚至(zhì)超過同種材料鍛(duàn)造水平。例(lì)如,美國空軍研究實驗室(shì)Kobryn等對Ti6Al4V激光(guāng)熔覆沉積成形工藝進行了優化,並研(yán)究了熱(rè)處(chù)理和熱等靜壓對成形件微觀(guān)組織和性能的影響,大大降低了(le)組織內應力,消除了層間氣孔(kǒng)等缺陷(xiàn),使成形(xíng)件沿沉積方向的(de)韌性(xìng)和高(gāo)周疲勞性(xìng)能達到了鍛件(jiàn)水平。
德國漢諾威激光研(yán)究中心Rottwinkel等利用感應加(jiā)熱對基(jī)體(tǐ)提前(qián)預熱的方法解決了高(gāo)溫(wēn)合金成形過程熔覆層開裂的(de)問題,並應用於高溫合金葉片的成形和(hé)修複。在國內,北京航空航天大學陳博等主要研究了鈦合金零件的LCD工藝,並通過熱處理製度的(de)優化,使鈦合金(jīn)成形件組織得到細化,性能(néng)明(míng)顯提高,成功應用於飛機大型承力結構件的製造,西安(ān)交通大學葛江(jiāng)波、張安峰和李滌(dí)塵等則通過單(dān)道-多(duō)道-實體遞進成(chéng)形試驗,研究了工藝參數(shù)對鐵基合金和鎳(niè)基合金材料成形件的尺寸精(jīng)度(dù)、微觀(guān)組織和力學性能的(de)影響規(guī)律(lǜ),並實現了對(duì)成形零件的(de)******成形和高性能成性一體化控形控(kòng)性製(zhì)造。
LCD技術(shù)在零件修複領(lǐng)域也得到了(le)廣泛應用,美國Sandia******實驗室和空軍研究實驗(yàn)室、英國Rolls-Royce公司、法國Alstom公司以及德國Fraunhofer研究所等均對航空發動機渦輪葉片和燃氣輪機(jī)葉片的激光熔覆(fù)修複工藝進(jìn)行了研究並成功實現了定向晶葉片的修複,如圖1(a)所示。此外,美國國(guó)防部研發的移動零件醫院,如圖1(b),將LCD技(jì)術應用於戰(zhàn)場環境,可以對戰場破損零件(如坦克鏈輪、傳動(dòng)齒輪和軸類零件等)進行實時修(xiū)複,大大提高了(le)戰場環境下的機動性(xìng)。
同時,利用LCD技術,通過混合粉末或控製(zhì)噴嘴同時輸送不同的粉末,可以(yǐ)成(chéng)形金屬-金屬和金屬-陶瓷等功能梯度材料(liào)。美國裏海大學的Fredrick等研究了利用LCD技術製造(zào)Cu與AISI1013工具鋼梯度功(gōng)能材料的可行性,通過工藝(yì)優化以及利用Ni作為(wéi)中間過渡(dù)層(céng)材料,解決了梯度材料成形過程中兩相(xiàng)不相容和熔覆層開裂的問題。美國南衛理公會(huì)大學的MultiFab實驗室利(lì)用LCD技(jì)術成功製(zhì)造了同時具有縱向和(hé)橫向梯度的金屬-陶瓷複合材料零(líng)件,如(rú)圖2(a)所示。斯洛(luò)文尼亞馬裏堡(bǎo)大學也(yě)對Cu/H13梯度材料的LCD工藝進行了研(yán)究,得到了(le)無裂紋的Cu/H13梯度材料,且試樣拉伸強度(dù)高於普通鑄(zhù)造銅,如圖2(b)所(suǒ)示。
此外,美國Sandia******實驗(yàn)室和密蘇裏科技大學(xué)等研究機構也分別研究了Ti/TiC、Ti6Al4V/In625和In718/Al2O3等不同(tóng)材(cái)料的功能梯(tī)度零件(jiàn)LCD成(chéng)形(xíng)工藝。國內方麵,西北工業大學楊海鷗、黃衛東等研(yán)究(jiū)了316L/Rene88DT梯度材料的(de)LCD成形工藝,並總結(jié)了熔覆層微觀組織和硬度隨著梯(tī)度材料(liào)不同成分(fèn)含量變化而變化(huà)的規律。西(xī)安交通大學解航、張安峰等(děng)進行(háng)了Ti6Al4V/CoCrMo功能梯度材料的LCD研究(jiū)。此外,北京有色金屬研究院席明哲等研究了316L/鎳基合金/Ti6Al4V的成形工藝,沈陽理工大學田鳳傑等則研究了梯度材(cái)料LCD成形(xíng)同軸送粉噴嘴的設計(jì)。LCD設備(bèi)的升級和改進也(yě)是國內外研究的熱點之一。
美國(guó)密蘇裏科技大學Tarak等開發了LAMP加工係統,將LCD技術和CNC切削技術結合,在機床主軸上安裝激光頭,從而實現對熔覆(fù)成形後(hòu)的(de)零件實時加工,提高了生產效率,同(tóng)時保證了零(líng)件精度。同樣來自美國南衛理公會大學MultiFab實驗室的研(yán)究人員將(jiāng)五軸聯動技術應用於LCD,通過工作台擺動旋轉(zhuǎn)調整,從而克服(fú)懸臂件加(jiā)工(gōng)支(zhī)撐的問題,可以成形各類複雜懸臂零件。德(dé)國DMGMORI公司開發的(de)LaserTec65同樣將(jiāng)五軸聯動切削加工與LCD結合起來,用於複(fù)雜(zá)形狀模具、航空異形(xíng)冷卻流道等零件的加工製造。國內對(duì)於LCD設備的研究較少(shǎo),目前西安交通大學正在研製一台五軸聯動激光(guāng)增材-減(jiǎn)材(cái)一體化成形機。
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公司發展至今已(yǐ)擁有一批******的進口設備 : 進口高精密CNC加工銑床(chuáng),CNC高精密加工車床,北京精密零件加工,進口模(mó)型批量真(zhēn)空製作機, 高亮度uv機,噴漆房,烤漆櫃,圖標文字絲(sī)印機,鐳(léi)雕激(jī)光機,噴砂機,打孔(kǒng)攻絲機、火花機、線切割設備等等(děng)。
國內外SLM技(jì)術(shù)***新研究進展
在SLM成形工藝方(fāng)麵,國內外研究者在缺陷控製、應力控製、成(chéng)形微觀組織(zhī)演變和提高成形件力學性能等方麵開展(zhǎn)了大量研究工作(zuò)。德國弗朗霍弗研究所(Fraunhofer,ILT)研究人員在SLM成形(xíng)不(bú)同臂厚的AlSi10Mg雙懸臂(bì)梁時,對基板進行預熱,發(fā)現當預熱溫度為250℃時,有效地降低了因(yīn)溫度梯度產生的熱應(yīng)力(lì),將成形件與基板分離後,不同臂(bì)厚的雙懸臂(bì)梁均未發(fā)生變形和開裂。利茲大學的Olakanmi等總結了(le)近年來世(shì)界範圍內針對鋁合金SLM成形的工藝、微(wēi)觀組織和(hé)力學性(xìng)能的研究成果。
曼徹斯特大學的Majumdar等研究了316L不鏽鋼粉末SLM成形過程中微觀組織的變化規律,發現試(shì)件上表麵由於熱量(liàng)沿各個方向散熱(rè)為等軸晶顯微組織,試件下部由於熱積累效應生長為(wéi)粗大柱狀組織,且能量密度越大,晶粒越大。拉夫堡大學的Mumtaz等在SLM成形(xíng)Inconel625薄壁件(jiàn)時,采用脈衝整形(xíng)技術改變脈衝周期內的能量分布(bù),有效減(jiǎn)少了成形過程中的粉末飛濺,改善(shàn)了成形(xíng)件的表麵質量。國內華南理工大學(xué)、華中科技大(dà)學(xué)、西安交通大學和蘇州大學等在(zài)SLM成(chéng)形工藝方麵也(yě)做了大量研究。例如,蘇州大學的錢(qián)德宇等對(duì)SLM成形多孔(kǒng)鋁合金進行(háng)了研究(jiū),分析了多孔鋁合金的表麵形貌、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***大且多孔鋁合金晶粒尺度(dù)達到納米級別;激光功率(lǜ)變化對(duì)多孔鋁合金的納米硬度影響較大。
華南理工大(dà)學的劉洋等采用SLM成形了間隙尺寸為0.2mm的一係列傾(qīng)斜角度的間隙特(tè)征,研究了成(chéng)形厚度、傾斜角度和能量輸(shū)入等工藝參數對間隙大小的影響(xiǎng),並成形了免組裝的折疊(dié)算盤,如圖3所示。同時,國內外增材製(zhì)造相關研究機(jī)構及企業也一直在致力於SLM設備(bèi)的研發。自德國Fockele&Schwarze(F&S)與德國弗朗霍弗研究所(Fraunhofer,ILT)聯合研製出******台SLM設備以來,SLM技術及設備研發得到迅速發展。
國外對SLM設備的研發主要集中在德國、美國、日本等******,目(mù)前這些******均有專業生產SLM設備的公司,如德國的EOS、SLMSolutions、ConceptLaser公司;美國的3DSystems公司和(hé)日本的Matsuura公司等。德國EOS公司推出了EOSM100/M290/M400、EOSINTM280、PRECIOUSM080型SLM設備,其(qí)中EOSM400型SLM設備***大成形尺寸(cùn)為400mm×400mm×400mm。SLMSolutions公(gōng)司研發的SLM500HL型SLM設(shè)備(bèi)***大成形尺寸為500mm×280mm×365mm。2015年,德國弗(fú)朗霍(huò)夫研究所(suǒ)(Fraunhofer,ILT)和ConceptLaser公司聯合研發出Xline2000R型(xíng)SLM設備,其***大成形尺寸達到800×400mm×500mm。
目前,日本Matsuura公司(sī)研製(zhì)出了金屬光造型(xíng)複合加工設備LUMEXAvance-25,該設備將金屬激光成形和切削加工結合在一起,激光熔(róng)化一定層數粉末後(hòu),高速銑削一次,反複進行這樣的工序,直至整個零件加工完成(chéng),從而提高了成形件的表麵質量和尺寸精度,與單純的金屬粉末(mò)激光(guāng)選(xuǎn)區熔化技術相比,其(qí)加(jiā)工尺寸精度小(xiǎo)於±5μm,圖4為金屬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(jì)術成形結果對比。國內方麵,華中科技大學、華南理(lǐ)工大學、西北工業大學和西安交(jiāo)通大學等高校(xiào)在SLM設備的研發方麵做了(le)大量的研究工作。其中,華南理工大學(xué)激光加工實驗室與北京隆源公司合作研製了***新一款Dimetal-100型SLM設備,成形致密度近乎****的金屬零(líng)件,表麵粗糙度Ra小於15μm,尺寸精度達0.1mm/100mm。
2016年,華中科技(jì)大學武漢光電******實驗室的激光******製造研究團(tuán)隊(duì)率先在國(guó)際上研製出成形尺寸為500mm×500mm×530mm的4光束(shù)大尺(chǐ)寸SLM設備,首次在(zài)SLM設備中引入(rù)雙向鋪粉技術,成形效率高(gāo)出(chū)同類設備20%~40%。
高性能金屬零件(jiàn)激光增材(cái)製造技術的***新研究進展
01
超聲振動輔助LCD
對IN718沉積態組織與(yǔ)性能的影響LCD是***為重要的增材製造技術之一,然而高溫合金和高強度鋼等材料的LCD零件內部容易產(chǎn)生(shēng)應力、微氣孔和微裂紋等缺(quē)陷,這些問題嚴重製約了(le)其在航空航天、生物醫療等領域(yù)的應用步伐。借鑒超聲振動在鑄造、焊接領域中的除氣、細化晶粒、均勻組織成分、減(jiǎn)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係統示意圖。
超聲振動輔助LCDIN718的試驗結果表明:施加超聲振動後(hòu),成形件的表(biǎo)麵粗糙度和殘餘應(yīng)力得(dé)到顯著改善,微(wēi)觀組織得(dé)到細化,其抗拉強度和(hé)屈(qū)服強度得(dé)到提高;與未施加超聲振動相(xiàng)比,當超聲頻(pín)率為17kHz、超聲功率為44W時,在x和y兩個方向上殘(cán)餘應力(lì)分別(bié)降低了47.8%和61.6%,屈服強度(dù)和抗(kàng)拉強(qiáng)度略有提高,延伸率和斷麵收縮(suō)率分別(bié)達到29.2%和45.0%,即延伸率和斷(duàn)麵收(shōu)縮率分別是鍛件標準的2.4倍和(hé)3倍。這些(xiē)結果表明超(chāo)聲振動輔助LCD為獲得高質量和高性能的LCD件提供了一種有效途徑。
02
感應輔助LCD
DD4定(dìng)向晶修複DZ125L葉片的(de)研究LCD高溫合金時,高溫合金具有很高(gāo)的裂紋敏感性(xìng),裂紋一般表現為沿(yán)晶(jīng)界(jiè)開裂,並順著沉積方向擴展,嚴重影響高溫合金的力學性能。而利用(yòng)感應加熱來輔助LCD能(néng)夠很好地(dì)解決這些(xiē)問(wèn)題。通過感應加熱可有效減小基體與熔覆層(céng)之間的溫度(dù)梯度,一方麵可以消除微觀缺陷(微氣孔和夾渣等);另一方麵可以有效(xiào)消除高溫(wēn)合金裂紋的(de)形成。故感應輔助(zhù)LCD技術可有效提高高溫合金(jīn)定向凝固組織的性能(見圖7)。通過感應加(jiā)熱來控製DD4實體成形過(guò)程中的(de)散熱(rè)方向和正溫度梯度,可以獲(huò)得完(wán)整(zhěng)均勻外延生(shēng)長的DD4柱狀定向晶。
此外,在感應加熱(rè)輔助LCDDD4實體成形過程中,柱狀晶(jīng)一次枝晶間距的大小也發生了顯著的變化,如圖8所(suǒ)示,感應加熱1200℃時,柱狀晶一次枝晶平均間距為15.2μm,無感應加熱時經曆的柱狀(zhuàng)晶(jīng)一次枝晶平均間距(jù)為(wéi)2.5μm,柱狀晶一次枝晶間距增大了5倍,且柱狀晶一次枝晶之間的橫向晶界和裂紋完全消失,這對於提高(gāo)DD4定向晶修複DZ125L葉片的高溫性能具有重要意(yì)義,因(yīn)為對於高溫(wēn)合金DD4在1200℃高溫下(xià),柱狀晶一次枝晶間距變大(dà),晶(jīng)界減少,對提高DD4高溫性能是非常(cháng)有利的,為LCDDD4
03
CuW功能梯度複合材料的LCD工藝研究
用傳統熔滲法或混粉燒結法生產的銅鎢電觸頭,在使用過程(chéng)中存在的一個主要問題(tí)是疲勞裂紋及掉渣現象(見圖9),即(jí)抗電弧侵蝕(shí)能力較差。從銅和鎢兩種材料的物(wù)理性質而言,雖然銅的熔點僅為1083℃,沸點為2595℃,但銅對激光具有高反射高導熱的(de)特(tè)點;而鎢的熔點則高達3422℃,沸點(diǎn)為(wéi)5655℃。銅鎢兩者的熱物理特性(xìng)相差太大(dà),鎢的密度和沸(fèi)點(diǎn)是銅的兩倍多,鎢的熔點是銅的3倍多,在鎢還未熔化時,銅已經(jīng)汽化了,需(xū)要足夠高(gāo)的功率(lǜ)密度才能進行銅和(hé)鎢的LCD試驗。因此,采用感應輔助LCD技術,可成形CuW功能梯度材料零件(見圖10),成形零(líng)件具(jù)有(yǒu)良(liáng)好的綜合力學性能。
本試驗重點研究CuW複合材料感應輔助LCD的成形工藝,解決(jué)Cu的高導熱、對激光的高反射率問題,研究CuW材料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(néng)要求(qiú)。試驗結果顯示,在感應加熱溫度為400℃的條(tiáo)件下,試樣的成形質量***好。隨後在400℃預(yù)熱銅基板上成形W的質量分數分別為50%、60%、70%和80%的CuW複合材料(見圖11),以及在CuW複合材料成形工藝參數的基礎上,成形了CuW功能梯度(dù)材料,並分析了CuW梯度複合材料的顯微組織和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顆粒分布比較均勻,但所有成形試樣中都存在(zài)極少量微氣孔,進一步試驗表(biǎo)明,激光表麵重熔(róng)工藝可以有效減少成形試樣中(zhōng)的(de)氣(qì)孔。
04
送粉氣純度對激光(guāng)熔覆
Fe314修複(fù)40Cr組織與性能(néng)的影響(xiǎng)與惰性氣體相比(bǐ),氮氣可以通過氮氣發生器從空氣中製取,更適用於野外、工礦、能源動力等多變複雜環境下失效零件的快速(sù)應急修複,使設備快(kuài)速恢複正常使用,可以節約(yuē)資源、降低(dī)經濟損失,具有重要的工程(chéng)應(yīng)用價值。選用99.999%N2、99.5%N2、98%N23種不同純(chún)度的氮氣送粉,在無保護的大氣環境中進行激光熔覆(fù)Fe314修複40Cr試驗,探(tàn)討送粉氣的純度對修複零件組織與性能的影響,為熔覆修複係(xì)統選擇合適純度氮氣發生(shēng)器確定(dìng)科(kē)學依據。
試驗結果表明: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,但對修複後的力學性能影響很小,采用純度98%~99.5%的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下Fe314修複40Cr試(shì)樣(yàng)的抗拉強度均不低於1001MPa,延伸率不低於10%,硬度約HV0.2430,均超(chāo)過基體的力學性能。圖12為(wéi)采用Fe314激光熔覆修複40Cr中碳鋼齒輪零件的案(àn)例,熔覆(fù)層與(yǔ)基體為冶金結合,結合麵處(chù)力學性能大於(yú)40Cr本體,可以實現野外及(jí)工況環境下齒類件(jiàn)零件的快速應急修複。
高(gāo)性能(néng)金屬零(líng)件LAM技術作為一種兼顧******成形和高性能成性需(xū)求的一體化製造技術,已經在航(háng)空航天(tiān)、生(shēng)物醫學、汽車(chē)高鐵、產(chǎn)品開發等領域顯示了廣闊和不可替代的應(yīng)用前景。但是,相比於傳統鑄(zhù)鍛焊等熱加工(gōng)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30年,還存在製造成本高、效率低、精度較差、工藝裝備研發尚不完善等問題,尚未進入大規模工業(yè)應(yīng)用,其技術成(chéng)熟度相比傳(chuán)統技術還有(yǒu)很大差距。特別(bié)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(jí)相(xiàng)關(guān)LAM技術係統化、標準化的不足,在很大(dà)程度上製約了LAM技術在工業領域的應(yīng)用。
除此(cǐ)之外,LAM合金的力學性能和(hé)成形幾何精度控(kòng)製也遠未達到理想狀態,這一方麵(miàn)來自於對這些合金在LAM和後續(xù)熱處理過程中的控形和控性機理的研究和認識不夠(gòu)係統深入,另(lìng)一方麵來自於對LAM過(guò)程的控製不夠精細。這也(yě)意味著,對於LAM技術,仍有大量的基礎和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(cái)製造設備質量的大幅度提高,應用材(cái)料種類的擴展和製造效率與精度的提高,LAM技術必將給製造技術帶來(lái)革命性的發展。
(來源:南極熊)