在增材制造中通过利用工艺参数和格子设计来控制裂纹
Jun Hak Lee1,2, Seong Je Park3, Jeongho Yang1
1Advanced Joining & Additive Manufacturing R&D Department, Korea Institute of Industrial Technology, 156 Gaetbeol-ro, Yeonsu-Gu, Incheon 21999, Republic of Korea.
Micromachines
|November 27, 2024
概括
增材制造控制使用格子结构和过程参数的裂纹传播. 有不同密度和激光能量的八架和钻石格子会影响断裂行为和能量吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 控制裂传播对于提高材料性和防止灾难性故障至关重要.
- 增材制造为定制材料行为提供了新的设计可能性,包括断裂力学.
研究的目的:
- 调查格子结构类型,密度和激光能对增材制造组件裂纹传播和冲击能的影响.
- 探索将不同的格子结构结合起来,用于引导裂纹偏移的潜力.
主要方法:
- 使用不同密度 (10%,30%,50%) 和激光能量的粉末床融合,制造Ti-6Al-4V格子结构 (八度格子和钻石).
- 在制造的标本上使用Charpy冲击试验评估断裂行为和冲击能量.
- 对裂传播模式的分析与格子架构和处理参数相关.
主要成果:
- 格子类型,密度和激光能量显著影响裂传播和冲击能量.
- 八重架格子表现出更直的裂纹路径,而钻石格子显示出更多的随机断裂模式.
- 较高的格子密度和增加的激光能量通常会增强冲击能量,钻石格子在角度样本中表现优于八角格子.
结论:
- 增材制造使网格结构的设计能够控制断裂行为.
- 格子几何,密度和处理参数之间的相互作用决定了裂的传播和能量吸收.
- 结合八结构和钻石格子结构,为引导裂和保护关键组件提供了一个有希望的策略.
