增材制造

摘要： 背景:增材制造技术可以精确、个性化地定制具有复杂多孔结构的骨支架,达到恢复临界骨缺损区域松质骨结构和功能的效果.目的:通过材料学和细胞学表征,明确三周期极小曲面结构β-磷酸三钙生物陶瓷骨支架的机械性能及生物活性,揭示三周期极小曲面结构对成骨细胞的调控效果.方法:通过Matlab R2020a软件设计330,420,510μm 3种孔径的三周期极小曲面G曲面支架,Inspire 2018软件分析支架结构设计.以三周期极小曲面结构导出后的STL文件为蓝本,通过基于数字激光加工的增材制造技术制备3种β-磷酸三钙生物陶瓷支架,采用扫描电镜观测支架表面形貌,X射线衍射仪检测物相组成,万能材料试验机检测支架的力学强度.将MC3T3-E1细胞与3种支架共培养,检测细胞的增殖活性、黏附能力与碱性磷酸酶活性.结果 与结论:①Inspire 2018软件显示,三周期极小曲面呈现出光滑、连续、均一的贯通式多孔结构;②扫描电镜下可见,基于数字激光加工的增材制造技术成功实现了三周期极小曲面结构的精确成型;③X射线衍射结果证实,支架由纯β-磷酸三钙晶相组成;④3组支架的压缩强度和弹性模量均处于或接近松质骨力学强度范围,且支架的压缩强度与孔径大小呈反比;⑤CCK8实验显示,MC3T3-E1细胞在3种支架上生长良好,生物活性与孔径呈现剂量依赖关系,510μm孔径促进细胞增殖效果最佳;⑥活细胞成像仪和激光共聚焦显微镜下可见,MC3T3-E1细胞能够在3种支架上实现早期黏附,且黏附量随孔径增大而增加;⑦碱性磷酸酶活性分析表明,420μm孔径支架上细胞的碱性磷酸酶活性最高;⑧结果表明,三周期极小曲面结构β-磷酸三钙生物陶瓷支架表现出较好的机械性能与生物活性,其中420μm孔径有利于促进细胞分化,510μm孔径有利于细胞增殖,具有修复临界骨缺损的应用潜力.

摘要： 粉末冶金是一种以金属粉末为原料,通过压制和烧结形成最终零部件的金属成形工艺,可以生产形状非常复杂的工件,已有100多年的历史。粉末冶金是公认的优良生产工艺,可针对不同行业的应用需求生产高质量的烧结结构部件。与其他金属成形技术(如锻造、金属铸造及机械加工)相比,粉末冶金工艺具有成本低、灵活性高以及制备性能优秀等优势,属于材料制备的前沿。

摘要： 数字光处理生物3D打印技术由于其特殊的成型原理,可以制造十分复杂的结构,近年来受到诸多学者的关注与研究。在世界各地多个交叉学科团队的努力下,其在打印质量、精度以及效率方面都取得了较大的突破。与此同时,具有生物相容性、可降解性以及生物活性的光固化材料的开发和细胞学的进步,也为这种打印技术在生物医学领域的广泛应用奠定了基础。本文对生物3D打印基本概念及原理进行了介绍,并分析了数字光处理技术的优点与劣势,综述了数字光处理生物3D打印技术在医学和转化医学领域的应用及前景。

摘要： 过去的2021年,机床行业发展较快。全球疫情的冲击虽然给制造业发展带来一定影响,但是新能源等新兴行业的崛起也为我国制造业带来更多发展机遇,增材制造在这些新兴行业的应用日益广泛。对于镭明激光来说,产品、技术等方面也面临一些亟待提升的地方,比如产品线的转型升级。随着增材制造需求端市场的不断扩大,预计未来整个金属增材制造市场竞争会更加激烈。

摘要： 增材制造作为实现三维结构快速成形的技术,广泛用于航空航天、汽车交通等领域。当前,激光熔丝增材制造多依托于传统的激光焊接设备,采用旁轴送丝方式,在增材过程中,需调整激光头方向保证送丝和焊接头行进的相对方位,增大了复杂构件增材制造系统控制难度,损失了加工自由度。随着激光加工设备和技术的发展,近年来出现了一种可以解决上述问题的光丝同轴激光熔丝增材制造技术。由于此项技术刚刚起步,为了更好的理解光丝同轴激光熔丝增材制造技术的特性,本文从技术分类及原理、加工制造特性、成形精度控制以及增材件的组织性能等方面,论述了光丝同轴激光增材制造取得的研究进展,对比分析了光丝同轴技术与旁轴激光熔丝技术的差异性,阐述了用于光丝同轴技术的两种成形精度方法及特点,分析了光丝同轴增材件的组织与性能;最后,指出了光丝同轴技术未来的发展趋势。

摘要： 直写成型作为增材制造技术中应用较为广泛的一种工艺和方法,具有设备成本低、材料利用率高、操作过程简单、能量要求低、环境友好等优点。近年来,直写成型技术已成为增材制造技术的研究热点之一。本文概述了直写成型技术的机理和优点,分别从混合材料打印、材料混合打印以及功能梯度材料打印三个方面,着重阐述了直写成型技术在生物医学、建筑工程、含能材料以及食品工程等不同领域中的研究现状,总结了不同材料打印方式的技术难点和关键问题,最后,对直写成型技术面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。

摘要： 为解决金属增材制造的零件易出现变形的问题,开展基于双轮廓仪的变形检测技术研究。以激光三角测量法为测量核心方法,通过点云数据拼接处理,完成了工件表面形貌的3维重建。实验验证结果表明:该系统能达到的测量分辨率为2μm,可为金属增材制造加工过程的变形检测技术提供一种新的检测手段。

摘要： 针对微观组织的调控相关问题,构建了IN718材料激光选区熔化(selective laser melting,SLM)温度场仿真的三维有限元模型,研究了激光功率和扫描速度对熔池温度场和凝固机理的影响,进而预测增材制造材料的微观组织,为微观组织的调控提供理论依据。首先分析了激光功率和扫描速度对熔池尺寸的影响,分析了不同工艺参数下熔池温度场的变化;其次基于温度场的仿真结果,计算不同工艺参数下熔池固液界面处温度梯度和凝固速度的变化,分析凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变条件,预测熔池不同深度上的微观组织。研究结果发现提高激光功率有利于等轴晶的形成,而扫描速度对等轴晶厚度占比影响不大,另外降低激光功率和提高扫描速度将促使形成的微观组织尺寸更细小。

摘要： 作为一种新型的增材制造工艺,冷喷涂技术可以在不改变基体材料物理力学性能的前提下,实现喷涂材料组织及性能在基体上的移植沉积。本文对冷喷涂技术的基本原理、常见喷涂缺陷及质量性能评价、工艺数值模拟进行了介绍。在此基础上,综述了冷喷涂技术在航空结构修复中的应用,展望了冷喷涂技术在未来应重点关注的研究方向。在对冷喷涂原理及工艺研究的同时,应加强对冷喷涂修复过程中出现的孔隙、裂纹、混合颗粒偏聚及修复裂纹检测跟踪等无损检测方面的研究。

摘要： 高性能有色金属材料安徽省重点实验室于2008年11月获安徽省科技厅批准立项建设,依托于安徽工程大学材料科学与工程学院。实验室围绕安徽经济社会发展的重大需求,以高性能有色金属材料研究为主线,以应用研究为主,以项目为载体,开展高强铜合金、金属材料连接、再制造与增材制造、金属功能材料四个方向的研究工作。服务于地方经济发展和企业技术发展需要.

摘要： 本文将拓扑优化与增材制造相结合,提出了一种用于方程式赛车转向节轻量化设计的优化设计方法.通过Altair开发的工具,首先考虑制动、转向及其联合加载条件下的结构柔度和前六阶固有频率,将其转化为一个加权单目标,并以预先确定的体积分数为优化约束,建立拓扑优化模型.然后根据拓扑优化结果对设计进行重新解释和设计,并利用增材制造技术建立了相应的原型.有限元分析和实验测试均表明,新设计满足设计要求,同时将质量与基准设计进行了比较.

摘要： 为满足航天器在轨长时间运行的需要,除常用结构件外,电子功能件等制品也需不断得到维护和更新,可加工电子元件的增材制造技术日益成为行业关注的焦点.评述了空间在轨增材制造发展现状和电子功能件增材制造现状,立足于空间环境对增材制造的影响因素,分析得出了空间在轨电子功能件增材制造技术难点,进而提出了微重力条件下的电子功能件增材制造试验样机方案,以期为我国空间在轨增材制造技术的发展贡献智慧.

摘要： 在国内，创新开展粉床电子束增材制造(SEBM)钛合金研究，解决了金属粉末在电子束下束瞬间发生溃散的难题;在国际上，创新发现了粉床电子束增材制造钛合金存在块状相变组织，为SEBM钦合金性能的提高和新型高强高韧钛合金的研制开辟了新的道路。发明了电子束随形热处理技术，解决了金属多孔点阵等复杂精密结构和脆性难加工金属材料增材制造变形、开裂的难题;实现了金属多孔点阵等复杂精密结构和脆性难加工TiAl金属间化合物零件的高质量成形。

摘要： 支撑结构生成在选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)增材制造数据预处理过程中耗时漫长,为提高3D模型的打印效率,提出一种十字支撑结构快速计算方法.该方法首先采用深度优先搜索算法对被支撑区域进行快速识别;其次采用二维网格标识算法快速获取与支撑射线相关的待支撑三角面片编号并求交获得支撑线段上端点;然后基于八叉树数据结构建立空间均匀标识网格,利用该均匀网格可快速获取与支撑射线首次相交的三角面片编号从而求解支撑线段下端点;最后基于支撑线段生成十字支撑结构,并通过一系列测试模型验证了该方法的有效性及高效性.

摘要： 由于传统的粉体流动性表征方法并不完全适用于增材制造铺粉工况下的粉体流动性表征,针对增材制造滚筒式铺粉工艺中的粉体流动性表征,选取选择性激光烧结技术中研究最早、应用最多且最成功的尼龙粉末为原材料,基于自主搭建的滚筒试验台研究尼龙粉体的流动性,重点分析了滚筒温度和滚筒转速对粉体流动性的影响规律.实验结果表明随着温度的升高,尼龙粉末之间的黏附性显著增加,颗粒之间相互阻碍流动,导致雪崩角增大,粉体流动性能变差;随着滚筒转速增大,雪崩角而增大,粉体流动性变弱.通过滚筒试验可知,过高的环境温度、过大的转速不利于粉体流动,会导致粉体铺展不均,影响成型件质量.

摘要： "美国造"的原名为"国家增材制造创新研究院",是美国国家制造创新网络计划提出后建设的第一家创新研究院."美国造"的使命是解决技术成熟度等级为4～7级的增材制造技术转向工程应用过程中面临的难题,推动增材制造创新技术的产业化、规模化发展."美国造"由美国国家国防制造与加工中心领导,推行分级会员制度和项目驱动联合攻关机制,协调政、产、学、研各方会员之间的责任和权利、协同和共享."美国造"现有214家会员,发布了增材制造技术路线图、增材制造标准化路线图,组织形成了投入资金达1亿美元、包含50余个项目的项目群."美国造"成立运营6年来,取得了非常瞩目的成绩,成为了美国国家制造创新网络中的标杆,对促进增材制造产业快速健康发展有重要启示意义.

摘要： 多材料混用-车身轻量化技术发展的必然趋势，介绍了磁控电阻点焊机理与工艺方法研究以及磁控电阻点焊基本原理:焊点内部的液态金属在磁场作用下高速流动,扩大焊核直径.

摘要： 骨支架作为种子细胞和生长因子的载体,在骨组织工程中处于核心地位.从骨支架结构优化设计的角度出发,提出一种松质骨孔隙空间分布控制方法.该方法首先通过融合骨支架结构特征拓展基于八叉树和Dual Contour-ing算法的六面体网格划分方法,对骨支架进行六面体网格划分;然后,扩展遗传算法对六面体网格顶点进行动态调整和倾向性移动,将骨支架孔隙空间分布规律映射到六面体网格中;最后,利用等参变换将三周期极小化曲面造孔单元映射到每一个六面体中,得到骨支架孔隙微观结构的整体模型.实例分析结果表明,文中方法可有效控制骨支架孔隙空间分布.该方法有望提供与增材制造技术相适应的骨支架数字化模型.

摘要： 用砂型增材工艺,已经制造了铝合金铸件和铸铁件,有从样品制造到实际生产的业绩.今后增材技术向高速化、大型化的方向发展.金属增材制造工艺是是个让人着迷的技术,但有必须解决的课题.以铝合金、钛合金来讲,金属增材制造产品的对象是需求量小,小批量多品种需求的航空宇宙或医疗器械部门的部件.为了广泛应对这些市场需求必须满足以下几点:(1)崭新的设计;(2)适合于增材工艺的合金;(3)便宜的粉末;(4)高速、高精度、高功能、大容量的增材设备;(5)高速增材所需的软件;(6)保证产品质量.这些要素相辅相成,具备好上述条件时,增材制造才能实际应用于各种部件的制造;到了这个时候增材制造离人们认可的新制造工艺就不远了.小岩井公司进行了从小批量多品种的样品制作到批量增材制造,其中用砂型增材制造法实际提供过4000个砂芯,以下介绍其进行状况.最后介绍了小岩井公司里正在使用的各种砂型·金属增材设备.

摘要： 在建筑教学中,增材建造技术往往被视为一种实现预设复杂形体的手段,致使其带来的材料表达和工法的潜力被教育者和学生忽略.如何在引入新兴增材建造技术的同时,摆脱形态输入和建造结果之间的“黑盒子”思维定式,通过建构教学传达其中材料性能和美学表达对设计的影响,是建筑本科教学中值得探讨的问题.浙江大学与新加坡科技设计大学的联合开设的黏土增材建造数字建构联合课程,以黏土打印件作为成品加工过程中的中间产品,建立数字建构与传统加工技法的联系;并综合黏土增材建造过程中的性能、效率、美学等问题作为联系形态设计和建造行为的媒介,以建造为中心对设计进行优化,从而探讨形态设计—加工过程—材料表达之间的建构关系.学生通过打印路径探索3D打印件的材料肌理、结构强度和拆模方式,并将上釉烧窑和混凝土浇筑作为黏土增材建造的后处理环节,完成了四组从器物到建筑构件尺度的作品,呈现了多样而符合数字建构思路教学要求的成果.

摘要： 三维物体制造方法，其包括：用三维物体成形用粉末材料形成粉末材料层，其中粉末材料包括基体材料和包含反应性官能团的树脂；和将固化用液体施加到粉末材料层以形成固化产物，其中固化用液体含有能够与反应性官能团形成共价键的固化剂，其中固化剂包括在其分子末端处具有两个或更多个异氰酸酯基团的脂族化合物。

摘要： 本发明提供了一种增材层热制造的热作模具，其具有含有按质量％计的组成：C：0.3‑0.5％，Si：2.0％以下，Mn：1.5％以下，P：0.05％以下，S：0.05％以下，Cr：3.0‑6.0％，由关系式(Mo+1/2W)来表示Mo和W之间关系的、Mo和W的1种或2种化合物：0.5‑3.5％，V：0.1‑1.5％，Ni：0‑1.0％，Co：0‑1.0％，Nb：0‑0.3％，以及包括Fe和杂质的其余部分，其中，在平行于层压方向的截面中，具有至少1μm2面积的缺陷的面积比为0.6％以下。还提供了一种制造增材层制造的热作模具的方法，其中将具有上述组成的金属粉末逐层沉积，然后执行退火。还提供了一种具有上述组成的金属粉末。

摘要： 本发明提供了一种通过增材制造来制造物体的方法。所述方法包括照射粉末床中的粉末部分，所述照射产生延伸到粉末的离子通道。所述方法还包括将电能施加到所述离子通道，其中，电能通过所述离子通道传送到所述粉末床中的粉末，来自所述照射的能量和所述电能各自有助于熔化或烧结所述粉末床中的粉末部分。

摘要： 一种制备增材制造金属粉末的方法，包括如下步骤：通过机械研磨工艺将金属基础粉末分解为金属合金粉末基体(20)；添加加强粒子(30)于金属合金粉末基体，并混合所述金属合金粉末基体和所述加强粒子从而得到复合金属粒子(40)，其中所述加强粒子为碳化钽或者碳化铪，所述复合金属粒子的尺寸取值范围为15微米～53微米；添加粘结剂，并通过喷雾干燥工艺利用所述粘结剂将所述金属合金粉末基体和所述加强粒子粘结在一起，从而得到分散粒子；利用烧结工艺将所述分散粒子中的粘结剂去除，从而得到增材制造的金属复合粉末。该方法能够改善增材制造复合金属粉末制造的元件的表面质量及其疲劳特性。还涉及由上述方法制造的粉末以及增材制造的方法。

摘要： 提供了一种用于处理增材制造粉末颗粒的方法。该方法包括使增材制造粉末颗粒暴露于等离子体辐射，其中等离子体辐射在增材制造粉末颗粒的表面上形成官能团，其具有响应于增材制造过程的激光能量的辐射而振动的分子键，和移动增材制造粉末颗粒以使增材制造粉末颗粒暴露于等离子体辐射。

摘要： 本发明提供了一种用于增材制造的核壳结构合金粉末、一种增材制造的沉淀弥散强化合金构件，以及一种用于增材制造该构件的方法。合金粉末包含多个颗粒，其中，所述多个颗粒中的一个以上包含合金粉末核和设置于至少一部分合金粉末核上的富氧或富氮壳。合金粉末核包含具有一种以上的反应性元素的合金成分基体，其中，反应性元素被配置成与氧、氮或二者反应。该合金成分基体包含不锈钢、铁基合金、镍基合金、镍铁基合金、钴基合金、铜基合金、铝基合金、钛基合金或它们的组合。合金成分基体包含反应性元素，存在的反应性元素的量为合金粉末总重量的约0.01wt％至10wt％。

摘要： 本发明涉及一种增材制造机构和增材制造装置以及增材制造方法，其中，增材制造机构包括焊枪、箱体以及摩擦锻造轴，所述焊枪垂直连接于箱体的一侧，该焊枪为同轴热丝TIG焊枪；所述摩擦锻造轴可转动地垂直连接于所述箱体内部并且摩擦锻造轴的下端穿出所述箱体，所述箱体内设置有驱动所述摩擦锻造轴转动的传动机构。本发明在HiTIG焊枪的基础上，实现了较高效率的增材制造。解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。改变以往传统的金属成型的方式，在加工过程中进行摩擦锻造，对其机械力学性能加以改善，并且有效地优化了增材制造技术表面光滑度不高的缺陷。可连续较长时间工作，能够加工一些大型复杂的零件。

摘要： 本发明的课题在于提供一种能够抑制增材制造体产生缺陷的增材制造体的制造方法。本发明的增材制造体的制造方法具有在加热状态下对增材制造体(7)进行造型的增材制造工序、及在维持加热状态的情况下对增材制造体(7)进行加工的机械加工工序。本发明中，通过反复进行多次增材制造工序和机械加工工序，能够对增材制造体(7)进行造型。在反复进行多次的增材制造工序和机械加工工序中，也维持加热状态。

摘要： 本发明涉及包括多个制造站(2)的增材制造系统(1)、和借助多个制造站(2)的、以增材方式同时制造多个工件(6)的方法。为了能够尽快制造尽可能多的工件(6)，被用作输入束(26)的激光束被分离并且被同时导引至多个制造站(2)。该增材制造系统(1)包括激光束耦合装置(24)，在该激光束耦合装置(24)处，激光束可作为输入束被耦合至制造系统中。输入束的光线沿着多个束路径(30)从激光束耦合装置(24)被导引至制造站。

摘要： 本发明公开了一种增材制造工艺、增材层、增材后的产品及复合激光器,涉及激光合束技术领域。发明包括包括加工前处理过程、增材制造加工处理过程和加工后处理过程。本发明解决了目前由于使用万瓦级别的激光器成本高、维修难度极大和设备稳定性差的技术问题。