通过电线弧定向能量沉积的辐射双金属结构,基于增材制造的增材制造
Lile Squires1, Ethan Roberts1, Amit Bandyopadhyay2
1W. M. Keck Biomedical Materials Research Lab, School of Mechanical and Materials Engineering, Washington State University, Pullman, WA, 99164-2920, USA.
Nature communications
|June 22, 2023
概括
使用线弧增材制造 (WAAM) 进行双金属结构的增材制造现在具有辐射接口. 与单一材料件相比,这种新的方法可以提高33-42%的压力强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 传统的电弧增材制造 (WAAM) 仅限于双金属沉积中的平面接口.
- 开发复杂的界面几何形状对于先进的材料应用至关重要.
研究的目的:
- 在双金属电线弧增材制造中展示一种新的辐射接口概念.
- 调查这些结构的现场机械互锁和即建性质.
- 评估热膨胀系数差异对残余应力的影响.
主要方法:
- 使用WAAM制造308L不钢核心和温钢外的双金属结构.
- 使用X射线衍射 (XRD) 进行微结构性表征.
- 机械测试用于评估压力强度和硬度.
主要成果:
- 成功创建了一个带有现场机械互锁的辐射接口.
- 独立于层过渡的柱状颗粒生长的观察.
- 由于热膨胀系数不匹配而导致的残余应力的证明.
- 与单体对照组相比,压力强度 (33-42%) 显著改善.
结论:
- 生物模拟辐射双金属结构是可行的,使用基于弧形的金属AM.
- 新的设计提供了比单立体组合物更好的机械性能.
- 这种方法为增材制造中的先进结构设计提供了基础.
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