袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

3dptek — Sun, 29 Sep 2024 06:59:15 +0000

Вторая статья в Science, посвященная технологиям 3D-печати в 2024 году, была опубликована 8 февраля.

происходить из (места)Университет Квинсленда, Австралия(Jingqi Zhang et al.)Чунцинский университет(Ziyong Hou, Xiaoxu Huang),Технический университет ДанииСовместная команда опубликовала статью под названием "Ultrauniform, strong, and ductile 3D-printed titanium alloy through bifunctional alloy design". Сверхравномерный, прочный и пластичный титановый сплав, напечатанный методом 3D-печати, благодаря бифункциональному дизайну сплава".Титановый сплав, полученный методом 3D-печати, достигаетПри пределе текучести 926 МПа и пластичности 261 TP3T достигается баланс прочности и пластичности.

История исследованияПри 3D-печати металлов часто возникают крупные столбчатые зерна и неравномерно распределенные фазы, что приводит к неравномерным или даже плохим механическим свойствам. Исследование включает в себя стратегию проектирования, которая позволяет напрямую подойти к получению высокой прочности и стабильных свойств титановых сплавов методом 3D-печати. Было показано, что добавление молибдена (Mo) в порошковые металлические смеси повышает стабильность фаз и улучшает однородность прочности, пластичности и растяжимости 3D-печатных сплавов. В обзорной статье Science в том же номере отмечается, что методика перспективна для применения к другим порошковым смесям и возможности создания различных сплавов с улучшенными свойствами.

Основной причиной неоднородности свойств металлических 3D-печатных сплавов являются: В процессе послойной 3D-печати, обычно с 10³-10⁸Высокая скорость охлаждения (К/с) создает значительный тепловой градиент вблизи края и дна бассейна расплава, где расплавляется металлический порошок. Термический градиент вызывает эпитаксиальный рост зерен вдоль границы раздела между новым расплавленным материалом и твердым материалом под ним, причем зерна растут по направлению к центру бассейна расплава. Циклы нагрева и частичного переплава во время многослойной печати в конечном итоге приводят к образованию крупных столбчатых зерен и неоднородно распределенных фаз, что нежелательно, поскольку может привести к анизотропии и ухудшению механических свойств.

Прочность и пластичность различных металлических материалов

Титановые сплавы - один из наиболее широко используемых металлических материалов для 3D-печати. В инженерных приложениях при температуре окружающей среды подходящие титановые сплавы обычно демонстрируют удлинение при растяжении 10-25 процентов, что отражает хорошую надежность материала. Хотя большее удлинение (пластичность) облегчает формовку и является предпочтительным в некоторых областях применения, повышенная прочность в этом диапазоне удлинений часто предпочтительнее для выдерживания механических нагрузок. Баланс между прочностью и пластичностью всегда необходимо учитывать как в традиционных, так и в аддитивных технологиях обработки металлических материалов.

Стратегии и ограничения для повышения прочности и пластичности

Существуют различные стратегии повышения прочности и пластичности 3D-печатных сплавов. К ним относятся оптимизация конструкции сплава, управление процессом, упрочнение границ мелких зерен и модификация микроструктуры зерен, а также подавление нежелательных (хрупких) фаз, введение вторых фаз и последующая обработка. В настоящее время исследования, направленные на решение проблем столбчатых кристаллов и нежелательных фаз, сосредоточены на легировании элементов in situ для модификации микроструктуры и фазового состава. Этот подход также способствует формированию изометричных кристаллов, то есть структур с примерно одинаковыми размерами зерен по продольной и поперечной осям. Легирование in situ предлагает перспективный способ преодоления баланса между прочностью и пластичностью.Особенно в технологиях 3D-печати, таких как порошковое напыление и направленное энергетическое осаждение..

Исследователи изучили морфологию зерен и механические свойства при добавлении различных элементов в сплавы для 3D-печати. Например, допирование нанокерамических частиц гидрида циркония в непечатаемые алюминиевые сплавы позволило получить печатаемые материалы без трещин, с улучшенной равноосной микроструктурой зерна и свойствами на растяжение, сравнимыми с деформируемыми материалами. Однако для титановых сплавов имеющиеся в продаже рафинеры обычно оказывают ограниченное влияние на структуру зерна. Механизмы рафинирования титановых сплавов, в частности переход от столбчатого к изометрическому во время затвердевания при 3D-печати, были подробно изучены, но эффективность остается ограниченной. Попытки преодолеть это препятствие включают изменение параметров обработки, применение ультразвука высокой интенсивности, введение желаемых гетерогенных структур за счет дизайна сплава, добавление растворителей в качестве рафинеров зерен в местах гетерогенного зарождения, а также включение растворителей с высокой способностью к переохлаждению. Такие элементы, как β-эвтектические стабилизаторы Cu, Fe, Cr, Co и Ni, которые ограничивают растворимость в титане.

Новые исследования ведут к большим открытиямВместо использования β-эвтектических стабилизирующих элементов, которые могут привести к образованию хрупких интерметаллических эвтектик в титановых сплавах, исследователи выбрали для Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) Мо из группы β-гомокристаллов [включая ниобий (Nb), тантал (Ta) и ванадий (V)]. В процессе легирования in-situ молибден точно переносится в расплавленный бассейн и выступает в качестве затравочного ядра для образования и измельчения кристаллов в каждом слое сканирования. добавка Mo способствует переходу от крупных столбчатых кристаллов к мелким равноосным и узким столбчатым структурам. mo также стабилизирует желаемую β-фазу и препятствует образованию фазовой неоднородности при термоциклировании.

Характеристика титанового сплава Ti-5553, легированного Mo

Исследователи сравнили предел текучести и удлинение при разрыве Ti-5553+5Mo с Ti-5553 (а также Ti-55531 и Ti-55511), изготовленным в состоянии L-PBF и прошедшим послепечатную термообработку. По сравнению с Ti-5553 и аналогичными сплавами в изготовленном состоянии, Ti-5553+5Mo демонстрирует сопоставимый предел текучести, но значительно улучшенную пластичность. Послепечатная термообработка обычно используется для балансировки механических свойств Ti-5553, полученного методом L-PBF. Хотя при определенных условиях термообработки могут быть достигнуты высокие пределы текучести (>1100 МПа), пластичность обычно значительно ухудшается, а удлинение при разрыве составляет <10%, что ограничивает применение в критически важных областях. Например, Ti6Al4V, так называемая "рабочая лошадка" титановой промышленности, имеет рекомендуемое минимальное удлинение при разрыве 101 TP3 T. В отличие от этого, без необходимости последующей термической обработки напечатанные прямым способом детали из материала Ti-5553+5Mo, L-PBF, демонстрируют отличный баланс прочности и пластичности, что выделяет их среди аналогичных сплавов. В конечном итоге исследователи использовали эту стратегию для изготовленияМатериал с отличной однородностью свойств, предел текучести 926 МПа, удлинение при разрыве 26%.

Микроструктура и механические свойства Ti-5553, полученного методом L-PBF

Механические свойства Ti-5553 и Ti-5553+5Mo, полученных методом L-PBF

Механические свойства Ti-5553+5Mo были исключительно однородными и улучшенными по сравнению с Ti-5553. Микрофокусная компьютерная томография (микро-КТ) для оценки качества деталей показала, что оба материала обладают очень высокой плотностью, с общей объемной долей пор 0,004024% и 0,001589%, соответственно. Такая высокая плотность предполагает, что пористость вряд ли приведет к высокодисперсным свойствам Ti-5553 при растяжении, и согласуется с высоким постоянством механических свойств Ti-5553+5Mo. +5Mo высоким постоянством механических свойств. Для того чтобы выявить влияние добавления Mo на структуру зерна, исследователи провели дифракцию обратного рассеяния электронов (EBSD), характеризующую Ti-5553 и Mo-допированный Ti-5553. Микроструктура Ti-5553 состоит из относительно крупных зерен вдоль направления сканирования, которые демонстрируют сильное кристаллическое переплетение. Добавление в Ti-5553 5,0 мас.ч.% Mo приводит к значительным изменениям в зерновой структуре и связанной с ней кристаллической структуре. Хорошо видно множество мелких равноосных зерен (~20 мкм в диаметре), образующихся по краям сканирующих дорожек Ti-5553+5Mo. Напротив, микроструктура Ti-5553+5Mo характеризуется мелкими равноосными зернами и узкими столбчатыми кристаллами вдоль тектонического направления. При ближайшем рассмотрении микроструктура обнаруживает периодическое распределение мелких столбчатых зерен. В отличие от сильно сплетенных столбчатых кристаллов, охватывающих несколько слоев в Ti-5553, масштаб длины столбчатых кристаллов в Ti-5553+5Mo определяется размером бассейна расплава, и переплетение кристаллов становится случайным и слабым.

Микроструктурная характеристика Ti-5553 и Ti-5553+5Mo

Фазовый анализ Ti-5553 и Ti-5553, легированного молибденом

EBSD-характеристики образцов для разрушения, изготовленных из Ti-55535END

Однако исследователи обнаружили нерастворенные частицы молибдена в микроструктуре, и их потенциальное влияние неизвестно. Действительно, случайное присутствие нерастворенных частиц в стратегиях легирования in situ вызывает опасения, связанные с механическими и коррозионными свойствами. Например, для полного расплавления частиц, добавленных в сплав in situ, может потребоваться более высокая энергия, а перегрев может привести к микроструктурным изменениям и ухудшению механических свойств. Кроме того, неизвестны динамические усталостные и коррозионные свойства, вызванные нерастворенными частицами Mo. Хотя термическая обработка после печати может устранить нерастворенные частицы, она может изменить микроструктуру, что может повлиять на механические свойства.

В целом, стратегия проектирования, предложенная в данном научном исследовании, открывает перспективы для изучения различных металлических порошков, различных систем сплавов для печати, различных методов 3D-печати и передовой мультиматериальной печати. Она также препятствует образованию столбчатых зерен и предотвращает нежелательные фазовые неоднородности. Эти проблемы возникают из-за различных тепловых распределений, на которые влияют параметры печати каждого порошка. Стратегия также позволяет преодолеть баланс между прочностью и пластичностью в напечатанном состоянии, сводя к минимуму необходимость в постпечатной обработке, что, несомненно, приведет к буму исследований в области 3D-печати.

3D打印新突破！2024年第二篇Science研究�?/a>最先出现在三帝科技股份有限公司�?/p>

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

3dptek — Wed, 22 May 2024 07:21:06 +0000

4 января 2024 года была опубликована первая статья в журнале Science за 2024 год, подготовленная командой профессора Ян Пейдуна, химика-неорганика из Калифорнийского университета в Беркли и члена Триакадемии США и Китая.

Синие и зеленые излучатели с высоким квантовым выходом фотолюминесценции в настоящее время находятся на переднем крае исследований в области твердотельного освещения и цветных дисплеев. Команда профессора Пейдонга Янга продемонстрировала сине- и зеленоизлучающие материалы с практически однородной эффективностью фотолюминесценции путем супрамолекулярной сборки октаэдрических кластеров галогенидов гафния и циркония. Сильно люминесцирующие порошки галогенид-халькогенидов отлично поддаются обработке в растворах для тонкопленочных дисплеев и самосветящейся 3D-печати. Фотолюминесцентные порошки были однородно диспергированы в смоле при перемешивании и озвучивании. Синие и зеленые излучатели были собраны в сложные макро- и микроструктуры с помощью метода цифровой световой печати из нескольких материалов. Смола быстро превращалась в твердые 3D-структуры при облучении структурным ультрафиолетовым светом с длиной волны 405 нм.

Напечатанные архитектурные модели Эйфелевой башни демонстрируют соответствующие синие и зеленые цвета после 254-нм возбуждения. Обе Эйфелевы башни находятся на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга и имеют пространственные характеристики высокого разрешения.Крупный план границы между синей и зеленой излучающими областями в 3D-печатной октетной ферменной структуре показывает высокую степень точности цветовых переходов, без пересечения цветов с обеих сторон. Октетная ферменная структура с двойным излучением также обеспечивает яркое излучение и высокую структурную точность. Потенциальные области применения 3D-печатных светоизлучающих структур обширны и постоянно развиваются: от сложных решений для освещения внутренних помещений до бесшовной интеграции в носимые устройства.

2024�?�?D打印Science最先出现在三帝科技股份有限公司�?/p>

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

3dptek — Wed, 22 May 2024 07:19:30 +0000

Вторая статья Science 2024 в области технологий 3D-печати была опубликована 8 февраля. Совместная команда из Университета Квинсленда (Австралия) (Jingqi Zhang et al.), Университета Чунцина (Ziyong Hou, Xiaoxu Huang) и Технического университета Дании добилась легирования на месте для процесса 3D-печати путем добавления Mo в металлический порошок Ti5553.

В частности, благодаря точной доставке молибдена в расплавленный бассейн, молибден может выступать в качестве затравочного ядра для формирования и уточнения кристаллов во время каждого сканирующего слоя, способствуя переходу от крупных столбчатых кристаллов к мелким равноосным и узким столбчатым кристаллическим структурам. Молибден также стабилизирует желаемую β-фазу и препятствует образованию фазовой неоднородности при термоциклировании, благодаря чему не только повышается прочность 3D-печатных титановых сплавов, но и достигается идеальный баланс пластичности и растяжимости.

В то время как TC4, так называемая "рабочая лошадка" титановой промышленности, имеет рекомендуемое минимальное удлинение при разрыве 101 TP3T, титан 5553, полученный методом 3D-печати, имеет большой потенциал для применения: предел текучести составляет 926 МПа, а удлинение при разрыве - 261 TP3T. Ожидается, что этот метод будет применяться и к другим металлическим порошковым смесям, а также к различным сплавам с улучшенными свойствами.

2024�?�?D打印Science最先出现在三帝科技股份有限公司�?/p>

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

3dptek — Wed, 22 May 2024 07:15:51 +0000

Первая статья в журнале Nature, посвященная технологии 3D-печати в 2024 году, была опубликована 27 февраля. Исследовательская группа из Института металлов Китайской академии наук опубликовала статью под названием "Высокая усталостная прочность титанового сплава благодаря почти беспустотной 3D-печати".

В статье утверждается, что лежащие в основе 3D-печатной микроструктуры обладают естественной высокой усталостной прочностью и что ухудшение этого свойства может быть вызвано наличием микропор. Традиционные усилия по устранению микропор часто приводят к огрублению ткани, в то время как процесс рефинирования ткани приводит к повторному появлению пористости и даже вызывает новые недостатки, такие как обогащение α-фазы на границах зерен, что делает дилемму микроструктуры сложной как для входящих, так и для исходящих усилий.
В ходе исследования термообработки команда CAS обнаружила ключевое технологическое окно после обработки, в котором фазовые превращения и рост зерен 3D-печатных титановых сплавов при высоких температурах происходят асинхронно. Фазовый переход α в β происходит сразу же при достаточном перегреве, и хотя температура роста β-фазы уже достигнута, границам зерен требуется период созревания, чтобы перестроиться. Используя это ценное окно термообработки, исследователи разработали метод термообработки, сочетающий горячее изостатическое прессование с высокотемпературной кратковременной обработкой, который позволяет достичь рафинирования ткани и предотвратить обогащение α-фазой, а также повторное появление микропор, что в конечном итоге позволяет получить 3D-печатные титановые сплавы, практически не содержащие микропор.

Титановые сплавы TC4 с такой микроструктурой достигают высокого предела усталости около 1 ГПа, превышая усталостную прочность всех существующих на сегодняшний день аддитивно изготовленных и деформируемых титановых сплавов, а также других металлических материалов.

2024�?�?D打印nature最先出现在三帝科技股份有限公司�?/p>

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

3dptek — Wed, 22 May 2024 07:12:19 +0000

13 марта была опубликована 2-я статья в Nature, посвященная технологии 3D-печати в 2024 году. Основываясь на разработанной в 2015 году технологии непрерывного производства жидких интерфейсов, исследователи Стэнфордского университета разработали технологию 3D-печати для более эффективного производства микроскопических частиц, создавая до 1 миллиона частиц микронного размера в день с высокой точностью и возможностью настройки.

Нано- и микронные частицы находят широкое применение в биомедицинских устройствах, доставке лекарств и вакцин, микрофлюидике и системах хранения энергии. Однако традиционные методы производства требуют соблюдения баланса между множеством факторов, таких как скорость изготовления и масштабируемость, форма и однородность частиц, а также их свойства.
Исследователи из Стэнфордского университета разработали масштабируемый процесс 3D-печати с высоким разрешением r2r CLIP, в котором используется оптика с разрешением в одну цифру микрометров и непрерывная пленка для быстрого и разнообразного изготовления и сбора частиц из различных материалов и сложной геометрии. С помощью этой технологии исследователи могут достичь микронной точности 3D-печати, сохраняя при этом высокую скорость производства и гибкость в выборе материалов, что открывает новые возможности для производства частиц.

Эта масштабируемая технология производства частиц была продемонстрирована дляПроизводственный потенциал в широком спектре областей - от керамики до гидрогелевых коллекторовИсследование было опубликовано под названием "Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles" и впоследствии имеет потенциальное применение в микроинструментарии, электронике и доставке лекарств. Исследование было опубликовано под названием "Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles".

Источник: AMReference

2024�?�?D打印nature最先出现在三帝科技股份有限公司�?/p>

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁 斜邪蟹褘 蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.

袗褉褏懈胁斜邪蟹褘蟹薪邪薪懈泄 - SANDY TECHNOLOGY CO.