裝備零件具有種類繁多、類型多樣、數(shù)量龐大及材質(zhì)各異的特點，在使役過程中零件的損傷往往具有復雜性、突發(fā)性和隨機性，而質(zhì)優(yōu)在役裝備對維修的時效性要求較高。綜合考慮損傷零件快速修復的時效性與經(jīng)濟性等因素，工程實際中很難保證在損傷零件增材再制造過程中實現(xiàn)增材再制造材料與損傷零件材料的完全同質(zhì)匹配。由此，需基于材料的相容性和異質(zhì)材料的交互作用規(guī)律，開展增材再制造材料集約化設計與制備的研究，以少數(shù)廣譜集約化材料對不同材質(zhì)的損傷零件進行增材再制造。為滿足數(shù)量龐大的裝備常用鐵基、鎳基、鈦基、鋁基零件的增材再制造，應重點研究以非平衡相變理論、非均勻晶界強化機理、彌散強化理論等為基礎的集約化材料組元種類匹配和以分子動力學為基礎的集約化材料組元含量優(yōu)化，形成質(zhì)優(yōu)集約化材料設計準則，闡明異質(zhì)材料增材修復過程中的力學、熱學、化學相容性，揭示增材再制造過程合金元素的交互作用規(guī)律及其在熔池快速凝固及往復再熱循環(huán)處理過程中的相變行為，建立集約化修復材料成形質(zhì)量調(diào)控方法。設計和制備出覆蓋材料種類多、適應不同工藝的集約化材料，使其既能滿足異種材料之間具有良好的冶金相容性。特維克帶您多方面了解增材再制造技術的特點和用途。舟山內(nèi)孔增材再制造技術

損傷零件的尺寸恢復和性能提升是綠色增材再制造生產(chǎn)的中心任務。增材再制造技術采用載能束工藝實現(xiàn)損傷部位異質(zhì)材料的逐層堆積，造成了增材再制造熔覆層與零件基體由二元或多元異質(zhì)材料體系組成，使得二者之間存在著明顯的界面問題。這種異質(zhì)成形再制造的界面行為與組織形成是遠離平衡態(tài)的過程，與同質(zhì)材料增材制造相比，具有明顯的難匹配性和非均勻性特征，且零件損傷表面往往為不規(guī)則表面，材料難以按軌跡準確沉積、按位置定量熔化。由此，在役裝備現(xiàn)場增材再制造對形性協(xié)同調(diào)控提出了更高的要求。為滿足在役裝備現(xiàn)場增材再制造中對形性協(xié)同調(diào)控的需求，應重點研究以下內(nèi)容：加強修復材料與損傷結構的工藝相容性，載能束與損傷結構、修復材料交互作用及熱質(zhì)傳輸行為，異質(zhì)材料表/界面行為及其內(nèi)部冶金缺陷的形成機理及控制方法，現(xiàn)場修復再制造內(nèi)應力演化規(guī)律及變形開裂預防技術，現(xiàn)場增材修復再制造組織性能調(diào)控方法等，解決在役裝備現(xiàn)場增材再制造“形”、“性”控制的工藝穩(wěn)定性難題。舟山內(nèi)孔增材再制造技術特維克帶您多方面了解增材再制造技術的特點。

    熱輸入費群星等研究了LDF不同工藝參數(shù)對試件組織和性能的影響，結果發(fā)現(xiàn)：1）沿沉積方向的重熔區(qū)截面呈片狀，多為柱狀晶，且晶粒向上呈放射狀生長；2）當加大激光功率、增加熱輸入量時，可觀察到晶粒的跨層生長現(xiàn)象，重熔區(qū)厚度明顯增大；3）過高的功率會使熱積累加大，從而使試樣產(chǎn)生織構，柱狀晶外側界面容易產(chǎn)生熱裂紋。Ganesh等在研究工藝參數(shù)對成形性能影響時發(fā)現(xiàn)：工藝參數(shù)可影響沉積效率，促使組織形態(tài)發(fā)生明顯變化，形成柱狀枝晶和胞狀晶的混合形態(tài)。徐富家等研究峰值電流、脈沖頻率、焊接速度和送絲速度對PAＲ成形件組織性能影響時發(fā)現(xiàn)：低峰值電流和高焊接速度可獲得細小致密的枝晶組織，析出的Laves相和金屬碳化物呈彌散分布特征；增大脈沖頻率或降低送絲速度會使組織粗大，Laves相和金屬碳化物增多，且呈連續(xù)分布特征。上述研究結果反映了增材再制造過程中循環(huán)熱輸入產(chǎn)生的熱積累效應對成形件組織與性能的影響規(guī)律，但是均采用定性描述，缺乏對熱積累效應的定量研究。

    冷卻速度由于GTAW熱輸入量較小、能量密度較低，因此成形件受熱過程中冷卻速度低于PAＲ、LDF。王威等系統(tǒng)研究了不同冷卻速度對Inconel718合金碳化物、Laves相析出規(guī)律的影響，如圖5所示。上述結果表明：1）冷卻速度較低時，碳化物呈鏈狀分布在枝晶間，呈大塊狀相連；2）隨著冷卻速度的加快，碳化物逐漸向小塊狀轉(zhuǎn)變，尺寸也隨之減小；3）聚集狀態(tài)類似于碳化物，而隨著冷卻速度的加快，呈彌散分布且尺寸逐漸減小。Yin等提出碳化物的析出量和析出形態(tài)均會對合金的力學性能產(chǎn)生重要影響，彌散分布且尺寸較小的碳化物形貌更優(yōu)。當Laves相尺寸每減小1μm時，室溫斷面收縮率就可提高2．5%。目前還無相關報道證明完全消除Laves相是可行的，因此探討工藝參數(shù)對Laves相尺寸數(shù)量的定量影響關系具有重要意義。 激光增材再制造你了解它嗎？

以等離子弧為焊接熱源的增材再制造方法稱為等離子增材再制造（PlasmaAdditiveＲemanufactu-ring，PAＲ）。其中，等離子弧是一種壓縮的鎢極氬弧，鎢極氬弧最高溫度為10000～24000K，能量密度小于104W/cm2，而等離子弧的溫度高達24000～50000K，能量密度可達106～108W/cm2。依靠噴嘴的機械壓縮作用，同時伴隨著很小電壓原理產(chǎn)生的熱壓縮以及弧柱本身的電磁壓縮，使等離子弧的能量密度遠遠超過鎢極氬弧，甚至能夠達到激光的能量密度，圖1為二者電弧形態(tài)的對比，自由電弧的擴散角約為45°，等離子弧則只有5°。與采用激光焊接電源相比，PAＲ具有相對的成本優(yōu)勢。據(jù)資料顯示：常見激光焊接電源一般價格在50萬美元左右，而等離子弧焊接電源價格則只有7000美元，不足激光焊接電源價格的2%。與GTAW相比，PAＲ的工藝調(diào)節(jié)較為繁瑣，主要包括噴嘴結構、電極內(nèi)縮量、離子氣流量、焊接電流、焊接速度和噴嘴高度。其中：噴嘴結構和電極內(nèi)縮量是其他工藝參數(shù)選擇的前提，通常根據(jù)材料種類和成形條件來確定；離子氣流量決定了等離子弧的穿透力，離子氣流量越大，電弧穿透能力越強。國內(nèi)已經(jīng)有激光增材再制造企業(yè)近300家，目前該技術運用非常廣。舟山內(nèi)孔增材再制造技術

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    SLA主要是利用液態(tài)光敏樹脂作為原材料，將其通過紫外激光束照射快速固化成型。SLA通過特定波長與強度的紫外光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線、由線到面逐步凝固，完成一個層截面的繪制工作，進而層層疊加，形成三維實體。光固化成型技術（SLA）是很早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高。加工速度快，無需切削工具與模具。但因其原材料為液態(tài)樹脂，需密閉避光，對工作環(huán)境要求嚴格。成型原件多為樹脂類，強度、剛度、耐熱性不太高。光固化快速成型技術在世界范圍內(nèi)得到了普遍的應用，如在概念設計的交流、單件小批量精密鑄造、產(chǎn)品模型、快速工模具及直接面向產(chǎn)品的模具等諸多方面，行業(yè)應用涉及汽車、航空、電子、消費品、娛樂以及醫(yī)療等。 舟山內(nèi)孔增材再制造技術

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