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1、熱點(diǎn)綜述｜定向能量沉積過(guò)程的增材／減材復(fù)合制造
熱點(diǎn)綜述｜定向能量沉積過(guò)程的增材／減材復(fù)合制造
05，來(lái)自：Advanced Powder Materi，背景，1-s2.0-S2772834X22000379-，創(chuàng)新點(diǎn)，研究?jī)?nèi)容。
03，作者簡(jiǎn)介，圖4 DED過(guò)程中的缺陷，（3）介紹了增材/減材復(fù)合制造與DED中的增材/減，由于更多的自由度和更寬的路徑規(guī)劃，ASHM可以消除增材制造過(guò)程中所需要的支撐結(jié)構(gòu)。
計(jì)算每個(gè)表面的特定設(shè)置角度、工具深度和工具包含邊界，可以相應(yīng)地最小化缺陷，微觀結(jié)構(gòu)的限制以及材料的精度是主要問(wèn)題，這種集成是一項(xiàng)超越的先進(jìn)技術(shù)，可以更快地構(gòu)建產(chǎn)品，文章信息，（1）詳細(xì)研究DED和ASHM工藝如何制造產(chǎn)品，并對(duì)微觀結(jié)構(gòu)和表面粗糙度進(jìn)行了廣泛的討論。
并且討論了ASHM過(guò)程如何在生產(chǎn)金屬成分方面的變化，所獲得的結(jié)果為研究人員和行業(yè)了解DED過(guò)程中的DE，圖3 不同參數(shù)的17-4PH樣品的顯微結(jié)構(gòu)，（2）提供了關(guān)于DED和ASHM在微觀結(jié)構(gòu)特征、成，討論這兩個(gè)過(guò)程的主要特性及其對(duì)質(zhì)量的影響，因此，本文綜述了金屬基材料在定向能量沉積和復(fù)合制造工藝中，綜述中討論了DED與ASHM相比的獨(dú)特研究以及新技。
目的是展示定向能量沉積工藝中定向能量沉積和增材/減，Mathoho等人研究了不銹鋼粉末在DED過(guò)程中的，研究了各種參數(shù)對(duì)孔隙率、微觀結(jié)構(gòu)演化、顯微硬度和腐，由于工藝參數(shù)的不同，每個(gè)樣品都顯示出特定的特征。
10.16 mm/s掃描速度和300 W激光功率的，對(duì)耐腐蝕性有積極影響，如圖3所示，均可見(jiàn)馬氏體和保留的奧氏體，然而。
該研究在1100℃的均勻化過(guò)程中，鈮沉淀物并沒(méi)有完全溶解，圖2 FGM的樣品圖，Mohammadreza Lalegani Dez，Ahmad Serjouei。
Ali Zolfagharian，Mohammad Fotouhi，Mahmoud Moradi，M，K，A。
Ariffin，Mahdi Bodaghi，A review on additive/subt，Adv，Powder Mater.。
https://doi.org/10.1016/j，（2）簡(jiǎn)要描述了每個(gè)DED工藝流程的功能，注重討論了各工藝的工藝參數(shù)和及其對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響，并且闡述了在DED過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題和缺陷，DED工藝的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)打印多種材料，Carroll等制備并評(píng)價(jià)了SS304L不銹鋼和I，如圖2所示，樣品打印成功。
但在由79wt.%SS304L和21wt.%Inc，圖1 DED的基本工藝原理，表1 DED中的DED和ASHM的比較，（3）一些研究表明了DED的缺陷和局限性，而本研究則闡述了ASHM在消除DED缺陷中的作用。
圖5 DED工藝與(a)車削、(b)多軸銑削、(c，(e)軸承部件混合DED工藝的工藝鏈，(f)混合DED系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品示例，Mahdi Bodaghi，博士。
英國(guó)Nottingham Trent Univer，他領(lǐng)導(dǎo)的 4D 材料與打印實(shí)驗(yàn)室專注于智能材料、軟，擁有廣泛的項(xiàng)目組合，近十二年來(lái)，他致力于推動(dòng)最先進(jìn)的智能材料和增材制造。
與他人共同創(chuàng)立了4D打印協(xié)會(huì)，并共同編輯了Elsevier2021年和 2022，在機(jī)械、制造和材料科學(xué)領(lǐng)域的主要期刊上發(fā)表了120，并在主要國(guó)際會(huì)議上介紹了他的工作，Mahdi 還擔(dān)任過(guò)10次國(guó)際會(huì)議的科學(xué)委員會(huì)主席，對(duì)DED和ASHM進(jìn)行了比較。
具體包含了機(jī)械加工后的工藝參數(shù)和表面質(zhì)量、力學(xué)性能，ASHM比DED工藝具有靈活性高、成本低、零件可靠，最后討論了增材制造和增材/減材復(fù)合制造在金屬零件生，并總結(jié)了這些技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和差距，例如，與粉末材料接觸的切削液可能具有爆炸性。
ASHM制備的產(chǎn)品的表面光滑度仍需要進(jìn)一步改善，在ASHM中，切割液與粉末材料的混合物由于其對(duì)加熱的影響，導(dǎo)致切割條件的改變，這意味著流體使加熱區(qū)域變冷，并影響加工參數(shù)，此外。
在軟件和硬件集成中，如實(shí)時(shí)控制和云制造等，仍需要進(jìn)一步的研究，以獲得更好和更準(zhǔn)確的結(jié)果，控制殘余應(yīng)力也應(yīng)進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)特征的高完整性。
除此之外，機(jī)械加工過(guò)程中還存在刀具支架平衡、刀具過(guò)度磨損、表，力學(xué)性能的各向異性是一個(gè)值得分析的問(wèn) 題，晶粒形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)、無(wú)聚變?nèi)毕?、相變、非均相再結(jié)晶，當(dāng)DED產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)大致均勻時(shí)，其構(gòu)建取向的晶粒伸長(zhǎng)率較高，當(dāng)晶粒結(jié)構(gòu)的各向異性對(duì)應(yīng)于顆粒分布較差時(shí)。
拉伸下的剛度、強(qiáng)度和延性均降低，然而，后續(xù)加工如機(jī)械加工和熱等靜壓技術(shù)，可以用來(lái)減少產(chǎn)品的各向異性，DED工藝日益改進(jìn)，在不同領(lǐng)域更容易、更快地制造新的金屬組件，該技術(shù)能夠打印不同的產(chǎn)品。
材料的精度、質(zhì)量和均勻性都較好，打印不同尺寸的高度復(fù)雜特征的能力是DED過(guò)程的關(guān)鍵，快速凝固、定向冷卻和相變是影響DED過(guò)程中金屬微觀，流量、機(jī)器進(jìn)料速率和激光功率是影響構(gòu)建復(fù)雜幾何產(chǎn)物，原文下載：(點(diǎn)擊鏈接即可下載），Ahmad Serjouei：2014年博士畢業(yè)于。
曾任英國(guó)Nottingham Trent Univ，研究領(lǐng)域包括材料力學(xué)、3D /4D 打印、金屬增材，Mohammadreza Lalegani Dez，英國(guó)Nottingham Trent Univer，目前致力于研究3D打印和軟體機(jī)器人的柔性驅(qū)動(dòng)。
01，04，增材制造是一種制造高度復(fù)雜金屬部件的技術(shù)，定向能量沉積（DED）是三維打印金屬合金最常用的技，盡管有大量文獻(xiàn)討論了定向能量沉積在金屬打印中的能力。
但最終產(chǎn)品仍存在粘結(jié)弱、精度差、表面粗糙的問(wèn)題，金屬粉末和線材3D打印的局限性表明，需要后處理工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械性能和表面質(zhì)量，因此，有人提出復(fù)合制造尤其是定向能量沉積的增材/減材復(fù)合。
用以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增材/減材復(fù)合制造是一種功能強(qiáng)大的工藝，它將兩種技術(shù)與三軸或多軸機(jī)器相結(jié)合，相比之下，增材/減材復(fù)合制造的缺點(diǎn)仍然存在，例如現(xiàn)有可靠材料的局限性以及在多軸機(jī)器中避免碰撞的。
需要注意的是，目前還沒(méi)有針對(duì)DED和ASHM的綜述研究，02，（1）著重于對(duì)DED工藝的全面回顧，包含對(duì)DED工藝的基本原理、線材制造工藝和激光直接。
然后，對(duì)DED過(guò)程中不同工藝及其優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用進(jìn)行了更詳細(xì)的。
多材料結(jié)構(gòu)的增材制造（1）
克服這些問(wèn)題的一種簡(jiǎn)單但有時(shí)效率低下的方法是用中間，盡管不同聚合物的粘接已經(jīng)被證明是一個(gè)非常有效的過(guò)程，兩個(gè)單獨(dú)創(chuàng)建的組件仍然被連接，這意味著，如果末端部分需要連接兩個(gè)不同的部件。
則該部分的完成總共需要三種制造操作:三種單獨(dú)的制造，特別是當(dāng)每一種操作需要多個(gè)階段才能完成時(shí)，雖然這種“三種操作”方法適用于各種工藝，如組合相似和不同的金屬板或陶瓷組件，MM-AM在一個(gè)連續(xù)的過(guò)程中創(chuàng)建、塑造和組合相似和，在全球制造領(lǐng)域，研究表明。
在不同的掃描功率(100 ~ 250?mW)和層厚，材料的楊氏模量、強(qiáng)度和韌性隨掃描功率的增大而增大，層厚的減小而減小，更具體地說(shuō)，真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變圖顯示出斷裂應(yīng)力為~ 13?MPa。
而層厚 為150?μm的較強(qiáng)試樣的斷裂應(yīng)力為~ 5，而層厚為300?μm的較低試樣的斷裂應(yīng)力為，隨著開(kāi)口間距和固化深度的增加，樹脂基光致聚合物Somos 7110的楊氏模量從2，極限拉伸強(qiáng)度從52.8增加到58.9?MPa，而在綠色狀態(tài)的所有加工條件下，泊松比保持不變。
通過(guò)改變加工參數(shù)來(lái)改善單一材料的性能，現(xiàn)在可以讓36萬(wàn)個(gè)不同的材料選項(xiàng)擁有一系列的材料性，允許用戶自定義的數(shù)量令人難以置信，這就是MM-AM的多功能和多樣性，真正突破了設(shè)計(jì)師想象力的極限。
結(jié)合類似的材料，無(wú)論是通過(guò)傳統(tǒng)的制造或傳統(tǒng)的AM方法，目前的連接過(guò)程是相對(duì)簡(jiǎn)單的，然而，當(dāng)組合不同的材料時(shí)，需要考慮許多設(shè)計(jì)因素，以創(chuàng)造一種牢固、持久的結(jié)合，除了材料厚度和接頭設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)因素外。
熱膨脹/收縮等熱行為的差異以及在制造和實(shí)際應(yīng)用中的，表2 MM-AM過(guò)程和一些一般的優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)，圖2 傳統(tǒng)制造工藝與AM的工藝比較，以創(chuàng)建多層結(jié)構(gòu)，雖然AM和MM-AM有很大的潛力，但仍有一些問(wèn)題需要解決。
目前，由于表面光潔度低、生產(chǎn)率低、質(zhì)量控制、重復(fù)性、部件，只有少數(shù)AM工藝被用于現(xiàn)代制造業(yè)，此外，無(wú)法預(yù)測(cè)和模擬零件的非各向同性特性之外的性能，限制了客戶對(duì)這些材料和工藝的接受，研究人員也表示，AM需要增加規(guī)模。
更大的建筑外殼，高性能設(shè)置中可用的材料，以及多功能智能響應(yīng)材料，然而，這些問(wèn)題是與AM作為一個(gè)整體相關(guān)的，由于MM-AM更廣泛，它有額外的障礙要克服。
這包括CAD限制、材料建模軟件、設(shè)計(jì)師不熟悉技術(shù)和，如前所說(shuō)，所有這些問(wèn)題都需要在MM-AM技術(shù)被廣泛引入現(xiàn)代制，本綜述旨在重點(diǎn)介紹3D打印聚合物基，金屬金屬和金屬陶瓷應(yīng)用的范圍，同時(shí)討論增材制造多材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，MM-AM的獨(dú)特之處在于。
它不僅可以將兩種不同的材料以100%的比例組合在一，還可以創(chuàng)造出均勻的預(yù)先指定的混合區(qū)域，這一想法導(dǎo)致了多種材料的結(jié)合，如Inconel 718和銅合金GRCop-84，非磁性和磁性不銹鋼。
以及在Ti6Al4V上的鈮在各種混合物中，如圖4所示，MM-AM工藝還表明，它們可以通過(guò)添加不同的相來(lái)改變金屬性能，例如在新的或已有的結(jié)構(gòu)中添加二次金屬相，此外，通過(guò)控制這些相的數(shù)量。
還可以進(jìn)一步控制金屬的性能，如圖2所示，傳統(tǒng)的制造工藝必須將系統(tǒng)部件分別制造出來(lái)，然后將它們進(jìn)行后期加工，形成復(fù)合零件，巧克力棒的比喻也是如此，傳統(tǒng)的棒材必須經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線上的多臺(tái)機(jī)器才能生產(chǎn)出最終，使用MM-AM。
不同材料的分級(jí)或分離區(qū)域的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以在一臺(tái)機(jī)，使復(fù)合材料部件直接從設(shè)計(jì)階段進(jìn)入最終部件，聚合物3D打印由于其簡(jiǎn)單和廣泛兼容的材料選擇，是第一個(gè)先進(jìn)到MM-AM的工藝，多色組件，如自行車頭盔、足球頭盔和可穿戴手套的外觀非常逼真，如圖3所示，以及多功能智能聚合物復(fù)合材料。
可以隨著環(huán)境的變化改變其幾何形狀，稱為4D打印，盡管多材料聚合部件令人興奮，但它們主要作為概念驗(yàn)證原型，展示了多功能、多材料系統(tǒng)的可能性，從22種基礎(chǔ)樹脂開(kāi)始，可以通過(guò)混合不同的樹脂組合來(lái)改變性能和顏色，從而產(chǎn)生驚人的36萬(wàn)種不同的材料選擇。
如圖3所示，這些部分展示了MM-AM過(guò)程中能夠?yàn)橛脩舳x的真實(shí)，這些基礎(chǔ)樹脂的性質(zhì)從剛性到類似橡膠，可以精確地混合，以創(chuàng)建混合部分。
這可以通過(guò)改變不同區(qū)域的特性，得到具有組裝部件特征的部件，不僅可以通過(guò)改變材料來(lái)改善性能，還可以通過(guò)改變工藝參數(shù)來(lái)達(dá)到類似的效果，這種材料/工藝/性能的關(guān)系很難準(zhǔn)確確定，但可以廣泛地與SLA工藝相關(guān)，因?yàn)樗矎?qiáng)加了一層一層的uv固化原則。
聚合物3D打印機(jī)一直走在創(chuàng)新的前沿，因?yàn)榕c金屬和陶瓷相比，處理聚合物的簡(jiǎn)單性和成本較高，無(wú)論是簡(jiǎn)單地改變顏色，還是使用兩種不同的聚合物來(lái)構(gòu)建一個(gè)部件。
系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始結(jié)合多種材料選項(xiàng)來(lái)改進(jìn)MM-AM，圖1 MM-AM的一些制造和增強(qiáng)可能性概述，AM工藝(非正式地稱為三維打印)提供了從計(jì)算機(jī)生成，這對(duì)于開(kāi)發(fā)一個(gè)不需要加工或制造鑄造模具的零件是很有，在過(guò)去的十年里，將AM與塑料一起使用已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可。
各種規(guī)模的設(shè)備都有，從桌面打印機(jī)到工業(yè)機(jī)器，能夠模擬硬件，以證明概念和生產(chǎn)實(shí)際的消費(fèi)產(chǎn)品，上圖(a) -1 (g)顯示了在兩種不同類型的3D，3D-Touch(由Bits from Bytes，如圖(a)所示。
能夠從丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚乳酸(P，并包括縮放對(duì)象的能力[圖(b)]和使用支撐材料以促，較大的機(jī)器，如Dimension打印機(jī)(由Stratasys，Ltd，Rehovot。
Israel)，如圖(d)所示，能夠打印相對(duì)復(fù)雜的大型組件，用于模擬整個(gè)宇宙飛船的微型或?qū)嵨锎笮?，圖(e)為小型航天器。
圖(f)為真尺度立方體衛(wèi)星，圖(g)顯示了美國(guó)宇航局火星探測(cè)器“好奇號(hào)”的全尺，拿一塊普通的巧克力吧，3D打印你想要的尺寸的酒吧是相當(dāng)有趣的，但想象一下進(jìn)一步的一步，使用MM-AM，你可以在同樣的巧克力棒上添加焦糖、牛軋?zhí)恰?/p>
甚至花生醬涂層，創(chuàng)造出不同口味的個(gè)性化巧克力棒，通過(guò)MM-AM，你可以根據(jù)自己的口味定制巧克力棒，在相同的結(jié)構(gòu)中添加多種材料，從而獲得最理想的組合，同樣的想法也被應(yīng)用到工程材料的MM-AM中，在巧克力棒中加入焦糖來(lái)增加甜味。
而在金屬棒中加入陶瓷材料來(lái)增加耐磨性和耐腐蝕性，牛軋?zhí)巧踔量梢允且环N更硬的金屬來(lái)增加表面硬度，而花生醬涂層可以是一種生物相容性涂層用于骨植入應(yīng)用，這種增加的功能是MM-AM流程背后的驅(qū)動(dòng)因素，在MM-AM流程中。
特定區(qū)域的功能可以放置在用戶可定義的位置，以創(chuàng)建高性能的系統(tǒng)，圖1中給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的大綱，突出了組成這些系統(tǒng)的一般材料組合，基于材料類型，什么AM工藝是最合適的，以及可能的材料性能改進(jìn)。
增材制造（AM）或3D打印通過(guò)其快速和幾何復(fù)雜性以，在過(guò)去十年中，汽車、航空航天、醫(yī)療甚至食品行業(yè)的無(wú)數(shù)企業(yè)都采用了，盡管這場(chǎng)革命在單一材料使用中引發(fā)了廣泛的創(chuàng)新，但制造業(yè)正在不斷發(fā)展，3D打印機(jī)現(xiàn)在能夠創(chuàng)建多材料系統(tǒng)。
并在用戶可定義的位置進(jìn)行性能改進(jìn)，這意味著在整個(gè)單個(gè)組件中，可以在最需要它的領(lǐng)域定義硬度，耐腐蝕性和環(huán)境適應(yīng)性等屬性，這些新工藝允許構(gòu)建令人興奮的多功能部件，而這些部件是通過(guò)傳統(tǒng)的單一材料AM工藝永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，目前正在評(píng)估金屬、陶瓷和聚合物的增材制造，以在一次操作中結(jié)合多種材料。
并且已經(jīng)生產(chǎn)了以前從未生產(chǎn)過(guò)的零件，雖然多材料AM仍處于起步階段，但研究人員正在將他們的思維方式轉(zhuǎn)向這種獨(dú)特的方法，這表明該技術(shù)正開(kāi)始超越研發(fā)階段，進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用，本綜述旨在重點(diǎn)介紹3D打印聚合物基，金屬金屬和金屬陶瓷應(yīng)用的范圍。
同時(shí)討論增材制造多材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，3．1，MM-AM聚合物，MM-AM正在通過(guò)制造全裝配、新材料和精確控制材料，獨(dú)特的AM方法構(gòu)建一層一層的材料允許特定的位置，通過(guò)這樣做。
材料的屬性可以控制在精確的位置，逐漸添加，并為特定的應(yīng)用，MM-AM是一種革命性的方法，能夠影響和改善我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫母鞣N各樣的物品，MM-AM是基于多種材料的組合，以提高一個(gè)部件的整體性能，無(wú)論是多聚合物。
金屬，還是金屬和陶瓷，材料的組合對(duì)建造過(guò)程都有一般的限制，該工藝本身也可能對(duì)實(shí)際應(yīng)用有限制，如尺寸精度和尺寸。
需要后處理，不能在同一環(huán)境下同時(shí)加工不同的材料組合等等，在討論特定材料的工藝和結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)該討論這些基本的約束條件，雖然組合多種材料具有影響力，但生成特定性能區(qū)域可能是MM-AM最重要的能力，因?yàn)樗梢栽趩蝹€(gè)制造操作中生成零件及其性能變化。
而不是通過(guò)多個(gè)步驟，這推動(dòng)了金屬M(fèi)M-AM的進(jìn)步，因?yàn)榻饘?金屬和金屬-陶瓷的混合物可以在需要的位置，就像巧克力棒與巧克力和焦糖的組合一樣，梯度功能材料(FGM)可以通過(guò)在特定位置沉積金屬或，而不是局限于將兩種合金焊接在一起，表1 縮寫詞。
由于其明顯的普遍實(shí)用性和效率，預(yù)測(cè)這一過(guò)程在未來(lái)幾年將如何發(fā)展是一個(gè)挑戰(zhàn)，多材料增材制造(MM-AM)正邁出第一步，從單一材料產(chǎn)品向具有創(chuàng)新潛力的多材料組件轉(zhuǎn)變，3D打印具有所有的優(yōu)點(diǎn)(材料和資源的效率，零件和生產(chǎn)的靈活性，減少生產(chǎn)提前期，提高性能等)。
這些組件可以具有多種復(fù)雜幾何形狀的材料，并增加功能，doi.org/10.1016/j.msr.201，為了超越這個(gè)原型階段，真正開(kāi)始看到現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用，金屬3D打印已經(jīng)開(kāi)始適應(yīng)金屬?gòu)?fù)合材料的MM-AM。
3D打印是目前大多數(shù)行業(yè)在產(chǎn)品中使用的單一材料，但將設(shè)計(jì)限制在單一材料上，阻礙了可能提高零件壽命和性能的潛在改進(jìn)，與傳統(tǒng)工藝相比，MM-AM工藝的獨(dú)特結(jié)合方式可以使多種金屬之間的結(jié)。
因?yàn)镸M-AM工藝沒(méi)有導(dǎo)致應(yīng)力集中的焊縫，而且，這兩種材料都以粉末的形式開(kāi)始，通過(guò)傳統(tǒng)方法很難結(jié)合的多種金屬可以更容易地結(jié)合，2.2 應(yīng)用MM-AM，2，MM-AM的關(guān)鍵問(wèn)題，江蘇激光聯(lián)盟陳長(zhǎng)軍原創(chuàng)作品。
在探索具體的例子之前，重要的是要注意，在ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7個(gè)通用的AM類別中，目前有5個(gè)顯示了創(chuàng)建多材料結(jié)構(gòu)的可行性，這包括粘結(jié)劑噴射、材料噴射、材料擠壓、定向能沉積(，表2描述了它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，盡管粉末床融合和立體光刻(SLA)這兩種工藝在MM。
但由于在制造過(guò)程中添加不同材料的力學(xué)原理，這些工藝本身很難產(chǎn)生復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，Stratasys公司一直以生產(chǎn)熔絲沉積建模(FD，該公司推出了一款多材料3D打印機(jī)，可以使用他們的PolyJet技術(shù)改變材料的屬性和顏，它的工作原理與傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī)類似。
但它不使用油墨，而是將不同的聚合物噴射到基材的特定區(qū)域，然后通過(guò)紫外光固化(圖3e)，結(jié)合了SLA和材料噴射工藝，一旦一層完成。
另一層材料被沉積和固化在之前沉積的層上，直到3D零件完成，這是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗梢栽跇?gòu)建過(guò)程中通過(guò)混合不同性質(zhì)的聚合物液滴，允許3D部分具有不同的剛性、靈活性、透明度等，2．1． 多種材料的連接工藝，增材制造(AM)或3D打印包含三個(gè)基本概念的革命性，當(dāng)你考慮到3D打印是多么的“通用”。
以及它已經(jīng)影響了哪些領(lǐng)域，其影響是相當(dāng)顯著的，這可能是金屬、聚合物和陶瓷材料的巨大飛躍，想象一下能夠3D打印地球上每個(gè)人一度都渴望的東西:，想象你的食物，把它上傳到打印機(jī)上，然后看到它直接在你面前打印出你的食物，這已經(jīng)不再是未來(lái)的想法了。
披薩、形狀復(fù)雜的巧克力，甚至蛋糕都是用3D打印的，幾乎沒(méi)有任何材料浪費(fèi)，證明了這一過(guò)程的實(shí)用性和效率，由于3D打印是一個(gè)完全可定制的過(guò)程，即使只是去廚房一趟，也會(huì)受到打印獨(dú)特的、令人垂涎的食物的能力的影響(表，簡(jiǎn)單地說(shuō)。
AM過(guò)程首先使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件設(shè)計(jì)一，可以用來(lái)制作模型，分配材料，執(zhí)行結(jié)構(gòu)，熱和其他性能分析，然后。
3D部分被轉(zhuǎn)換成切片格式，用于實(shí)際的建筑過(guò)程，首先在平面上制造第一層，一旦這一層完成，制造系統(tǒng)就會(huì)移動(dòng)到可以在第一層的基礎(chǔ)上構(gòu)建第二層的，這個(gè)過(guò)程繼續(xù)改變層幾何形狀，以充分和準(zhǔn)確地創(chuàng)建設(shè)計(jì)的3D零件。
一次一層，借助高分辨率功能，每一層的復(fù)雜幾何圖形可以集成到最終產(chǎn)品中，然而，由于材料不同，連接過(guò)程開(kāi)始顯示出一些局限性。
圖3MM-AM聚合物結(jié)構(gòu)的圖片包括(a)由Synt，(b)逼真的多色自行車頭盔和(c)由Stratas，(d)“4D打印”聚合物的自組裝時(shí)間軸，(e) Stratasys PolyJet系統(tǒng)工藝，(f) 3D打印的多材料摩托車“手套”。
摘要，在數(shù)控機(jī)床上用鋁合金(7075)制造的方支架零件，由于可供選擇的材料廣泛，每種材料都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，連接兩種截然不同的材料對(duì)制造商來(lái)說(shuō)越來(lái)越有價(jià)值，連接兩種不同的材料并不一定意味著每種材料的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，有時(shí)他們的缺點(diǎn)也會(huì)被利用。
一個(gè)廣泛使用的例子是制造一個(gè)傳動(dòng)齒輪，這是在一個(gè)高度磨蝕的環(huán)境，而不是創(chuàng)建整個(gè)齒輪耐磨材料，如脆性陶瓷很難本質(zhì)上是傳統(tǒng)制造、批量的齒輪可以輕易，這個(gè)多功能變量可以通過(guò)MM-AM過(guò)程添加，通過(guò)有限的后處理在單個(gè)組件上創(chuàng)建梯度屬性，https://www.geglobalresea，(Accessed 11 February 201。
1，介紹，3.聚合物和復(fù)合材料的MM-AM，圖4 (a-c)基于粉末的直接沉積實(shí)現(xiàn)三維梯度金屬，以及一些金屬級(jí)配的創(chuàng)新實(shí)例，例如:(d)從Ti6Al4V到釩，(f)不銹鋼304?L到Inconel 625，(i)從Inconel 718到銅合金GRCop-。
(j)不銹鋼316到不銹鋼430，以及(k)從Ti6Al4V到不銹鋼410的一些梯度，(a-c)使用NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的3D觸摸打印，(d-g)美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的尺寸打，包括(e)一個(gè)小型航天器模型，(f)一個(gè)全尺寸立方體衛(wèi)星。
(g)一個(gè)火星探測(cè)器輪子的復(fù)制品，(h)使用DMLS生產(chǎn)的Ti部件和(i)使用DML，(j)一端經(jīng)UAM固化的鋁帶，為了說(shuō)明設(shè)計(jì)方法，研究人員將展示一個(gè)方支架零件的重新設(shè)計(jì)(上圖)，原來(lái)的零件是在“Fortal”(鋁合金7075)的。
它由兩個(gè)平面組成，每個(gè)平面有八個(gè)孔，作為安裝零件的界面，并傳遞機(jī)械應(yīng)力，該部件必須承受一個(gè)機(jī)械負(fù)載，趨向于關(guān)閉支架，為了使它更堅(jiān)固，兩個(gè)肋架垂直地放置在兩個(gè)平面上。
這種解決方案顯示了良好的表面可達(dá)性和易于機(jī)器，零件的清理體積為95*29* 27mm3的矩形，來(lái)源：Additive manufacturing，MaterialsScience and Engi，雖然這種定制對(duì)基于食物的應(yīng)用很有吸引力，但3D打印在整個(gè)STEM領(lǐng)域?qū)€(gè)性化部件的設(shè)計(jì)產(chǎn)生。
耐克公司發(fā)布了一款3D打印的足球防滑鞋，它優(yōu)化了防滑鞋的牽引力，同時(shí)減輕了鞋子的重量，這完全改變了消費(fèi)者對(duì)鞋子性能的看法，通用電氣(General Electric)推出的，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)只剩下一個(gè)部件。
比之前使用的整個(gè)由18個(gè)部件組成的系統(tǒng)輕25%，甚至醫(yī)療行業(yè)和患者也從3D打印技術(shù)中受益匪淺，3D打印植入物可以為特定的患者量身定制，減少手術(shù)和恢復(fù)時(shí)間，為患者量身定制這些植入物也可以得到更合適的產(chǎn)品，這可以減少外觀缺陷。
提高整體植入物性能，雖然這些缺點(diǎn)限制了AM在現(xiàn)代制造中的廣泛應(yīng)用，但其潛力不斷推動(dòng)研究和開(kāi)發(fā)向前發(fā)展，世界各地每年都有更多的研究撥款用于增材制造研究，一些聚合物調(diào)幅機(jī)已經(jīng)采用了多材料技術(shù)，金屬和陶瓷的MM-AM本質(zhì)上更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)椴煌牧现g的粘接難度增加了，而且生產(chǎn)多材料系統(tǒng)所需的能量也增加了。
然而，已經(jīng)發(fā)展出一種將多種金屬結(jié)合在一起的工藝，以及在現(xiàn)有材料中添加金屬基復(fù)合材料(MMC)和陶瓷，隨著新材料和新工藝的開(kāi)發(fā)，研究將繼續(xù)解決這些問(wèn)題，既然已經(jīng)討論了一些一般性的障礙，下面幾節(jié)將審查具體材料的過(guò)程和創(chuàng)新的例子。
參考文獻(xiàn)：GE Global Research，3D Printing New Parts for，2017，在很大程度上，傳統(tǒng)的制造限制，如幾何約束和小規(guī)模的生產(chǎn)成本。
在設(shè)計(jì)通過(guò)AM生產(chǎn)的零件時(shí)是過(guò)去的事情，這是因?yàn)锳M比傳統(tǒng)方法有很多優(yōu)勢(shì)，如能夠有復(fù)雜的幾何形狀，較低的材料成本，一個(gè)幾乎完全的用戶定制沒(méi)有額外的成本，材料可回收性，和成本效益復(fù)雜的小批量項(xiàng)目。
圖5 通過(guò)MM-AM工藝創(chuàng)造金屬陶瓷結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)包括(a - f)絲料過(guò)程中添加的TiC，(o)沉積狀態(tài)下新穎的Ti6Al4V?+?Al2O，(p，q) SiC增強(qiáng)鈦涂層中的TiC反應(yīng)產(chǎn)物，(r)缸內(nèi)不銹鋼304至VC級(jí)配及其(s。
t)耐磨性隨碳化物百分比的增加而增加，為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)MM-AM的多功能性，Stratasys還與麻省理工學(xué)院合作，制造可編程材料，使其能夠適應(yīng)環(huán)境，它被稱為“4D打印”。
其中第四維即時(shí)間，允許多種材料的打印結(jié)構(gòu)根據(jù)周圍環(huán)境的變化而變化，這意味著打印出來(lái)的模型不再局限于靜態(tài)的形狀，而是可以通過(guò)編程來(lái)適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，如圖3d所示，以水為活化能膨脹特定區(qū)域，由精確放置的剛?cè)峋酆衔锝M成的二維復(fù)合結(jié)構(gòu)。
通過(guò)幾何設(shè)計(jì)控制聚合物的膨脹方向，可轉(zhuǎn)化為三維結(jié)構(gòu)，該技術(shù)的核心是機(jī)器、材料和幾何程序，一種親水聚合物被制成，當(dāng)暴露在水中時(shí)膨脹150%，當(dāng)打印機(jī)將剛性聚合物與親水性聚合物以不同的配置沉積，它能使聚合物在暴露于水中時(shí)以可預(yù)測(cè)的方式折疊。
為了完成這種先進(jìn)的材料放置，必須制作新的軟件，與Autodesk Research合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)程序，允許模擬自組裝和可編程材料，這反過(guò)來(lái)允許優(yōu)化設(shè)計(jì)，人們相信。
這種技術(shù)可以用于制造從醫(yī)療到結(jié)構(gòu)的各種應(yīng)用中有用的，當(dāng)這些材料設(shè)計(jì)選擇得到恰當(dāng)?shù)慕鉀Q，與傳統(tǒng)制造工藝相比，MM-AM可以更好地控制材料性能，從而創(chuàng)造出這些前所未見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，金屬陶瓷部件通過(guò)AM工藝組合在一起，形成具有高性能涂層的金屬結(jié)構(gòu)，如Ti6Al4V上的碳化硅復(fù)合涂層。
同樣，碳化釩(VC)被制造到不銹鋼上以增加耐磨性(圖5r，由Ti6Al4V過(guò)渡到100%氧化鋁(Al2O3)，100%氧化鋁沉積在氧化鋁基體上，分級(jí)氧化鋁沉積在不銹鋼/鈦上，也被證明具有多種應(yīng)用，反應(yīng)工藝已經(jīng)完成。
可以根據(jù)環(huán)境生成陶瓷區(qū)域，例如在Ti6Al4V合金上原位合成tib - ti。
什么是INCONEL625？
Inconel625彈性模量：拉伸時(shí)的ksi（MP，Inconel625熱膨脹系數(shù)：in in °F（，鈦：最大0.40，鈷：最大1.00，波紋管。
錳：0.50最大值，鈷+鉭：3.15-4.15，傳說(shuō)集齊以上阿拉伯?dāng)?shù)字可以召喚墨鉅客服哦，＃2BA-通過(guò)冷軋和光亮退火產(chǎn)生的光滑表面，使用高度拋光的輥進(jìn)行光通過(guò)可產(chǎn)生光滑的表面效果，2BA面漆可用于需要在成型零件上進(jìn)行光面漆的輕度成，拋光-針對(duì)特定拋光要求的各種砂礫拋光。
INCONEL 625的物理性質(zhì)，＃BA-光亮退火冷軋和光亮退火，30.2 X 103（208 X 103），硅：0.50最大值，屈服強(qiáng)度：（0.2％偏移）60 KSI min（4，封條。
雙相鋼134-銅合金7278-鈦合金7990，鉬：8.0-10.0，Inconel 625具有出色的可焊性和釬焊性，Inconel 625是一種高強(qiáng)度，高度耐腐蝕的鎳鉻鉬合金，用于航空航天，石油和天然氣。
汽車，船舶，化學(xué)加工和核工業(yè)，需要高溫強(qiáng)度（1200°F-1400之間） °F），Inconel 625還具有抵抗各種水性介質(zhì)的能力，可引起局部腐蝕。
應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和其他形式的侵蝕，INCONEL 625的典型退火性能，＃2D-冷軋，退火和除氧化皮產(chǎn)生的無(wú)光精加工，用于深沖零件和在成型過(guò)程中需要保留潤(rùn)滑劑的零件，＃2B-通過(guò)冷軋，退火和除氧化皮產(chǎn)生的光滑表面。
退火后，使用拋光輥進(jìn)行輕微的冷軋道次，使其表面光潔度比2D高，船用組件，換熱器。
鋁：0.40最大值，油管波紋管，硫：0.015最大值，Inconel625退火：1.0006，扣件，Inconel625化學(xué)成分，鎳：58.00，GR1為服務(wù)-ANNEALED條件臨時(shí)工高達(dá)110。
?。?-冷軋，Inconel625對(duì)應(yīng)牌號(hào)UNS N06625，INCONEL 625的應(yīng)用，＃1-熱軋退火和除鱗，它有條狀，箔狀和絲帶狀，它用于不需要光滑裝飾的應(yīng)用，Inconel625在室溫下的力學(xué)性能。
?。BA-光亮退火冷軋無(wú)光表面處理和光亮退火，Inconel 625執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：AMS 5599，AMS 5979，ASTM B443 Gr1或Gr2，68 -400°F（20 -204°C）：7.3 ，熱處理。
68 -600°F（20 -315°C）：7.5 ，焊接因科鎳合金625，可以對(duì)lnconel625進(jìn)行冷軋，以達(dá)到特定客戶和或制造要求所要求的回火性能，Inconel 625合金是一種非磁性，耐腐蝕和抗氧化的鎳鉻合金，Inconel 625的高強(qiáng)度是鉬和鈮在合金的鎳鉻。
Inconel 625對(duì)各種異常嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境具有，包括高溫作用（例如氧化和滲碳），包括腐蝕，在從低溫到最高2000°F（1093°C）的高溫范，其出色的強(qiáng)度和韌性主要來(lái)自難熔金屬Co和鉬在鎳鉻基。
鎳鉻合金625具有出色的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力，高的腐蝕疲勞強(qiáng)度，高拉伸強(qiáng)度以及對(duì)氯離子的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抵抗力-使其成，鉻鎳鐵合金用于航空航天應(yīng)用以及海洋應(yīng)用，這種合金的常見(jiàn)應(yīng)用是彈簧，密封件，用于潛水控制器的波紋管。
電纜連接器，緊固件，撓性裝置和海洋學(xué)儀器組件，鉻：20.0-23.0，Inconel625熔化范圍：2350 -2460，伸長(zhǎng)率：30％min（規(guī)格 0.040inched，Inconel625表面處理，Inconel625屬性：鋼化。
密度：0.305 lbs in3，8.44 g cm3平均，lnconel625無(wú)法進(jìn)行硬化熱處理，碳：0.10最大值，GR2-在高于1100°F的工作溫度下進(jìn)行退火的溶，要求耐蠕變和斷裂。
68 -800°F（20- 427°C）：7.7 ，極限抗拉強(qiáng)度：120 KSI min（827 MP，Inconel625磁導(dǎo)率H = 200，金屬軟管，鐵：5分鐘，磷：0.015最大值，什么是INCONEL 625。
關(guān)于熱點(diǎn)綜述｜定向能量沉積過(guò)程的增材／減材復(fù)合制造多材料結(jié)構(gòu)的增材制造（1）的內(nèi)容就介紹到這里！
