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从激光工艺到材料设计的关键要素

更新时间: 2024-12-18 09:11:27  查看次数: 80    
激光功率比较低、扫描速度很快、打印的每层厚度又比较大的时候,加在一起就会让输入的能量不够,这样就容易出现球化的现象。但是呢,如果激光功率太高,扫描速度又太慢,那就可能会使打印材料被蒸发掉,就会产生匙孔效应。把扫描间距调整合适了,就能避免相邻两条熔道不能完全熔化连接在一起,还有出现孔隙这些问题。除了激光的这些工艺参数,像粉体对能量的吸收情况、粉体颗粒的大小、粉体形貌这些,也会对最后成型零部件的致密度和性能有影响。所以说,研究不同材料各自合适的工艺参数组合,这对激光选区熔化(SLM)做出致密的结构件是非常重要的,也是让零部件有良好机械性能的前提条件。把金属熔融沉积技术和激光选区熔化技术比一比的话,它们各有各的好处。
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金属熔融沉积技术因为光斑尺寸比较大、扫描速度快、激光功率的范围也比较广,所以能更快地做出尺寸更大的零部件,而且还能制作含有高熔点元素的合金,就像难熔高熵合金。不过呢,因为它没有气体保护仓,也没有给基板加热的功能,所以能用来成型的原材料种类就有限,而且做出来的成型质量跟激光选区熔化技术比起来要差一些,表面也更粗糙。激光选区熔化技术做出来的东西精度高、密度高、表面质量也好,但是由于它的激光功率低,对于那些难熔的金属原材料就有一定的限制,而且因为要填充粉床,所以得用比较多的原材料才能开始打印。
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多主元合金的概念是 Cantor 教授在 2004 年第一次正式提出来的。也是在同一年,中国台湾的叶均蔚教授提出了高熵合金的概念。因为多主元合金的研究方向和高熵合金的研究方向差不多,所以多主元合金也被叫做高熵合金,不过它们俩还是有区别的,多主元合金不完全是高构型熵的合金。传统的合金设计方法,一般都是以一种主要元素为基础,再加上其他次要元素,这样来进一步优化合金的性能。 
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