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前沿技术|搅拌摩擦沉积金属3D打印技术新突破

导读:传统的金属3D打印技术多是采用高能束将材料熔化后完成冶金结合,由于熔化过程涉及固液相变,导致材料在打印中难免产生缺陷。MELD制造公司推出的搅拌摩擦沉积3D打印技术则另辟蹊径,开发出了一种不使用高能热源,也不需要保护气氛的新型搅拌摩擦沉积增材制造技术,且拥有十倍于粉末床熔融技术的成形速度。

近日, 位于弗吉尼亚州克里斯蒂安斯堡的3D打印技术开发商MELD制造公司已经与弗吉尼亚理工大学开展合作,以寻求进一步推进其增材制造摩擦沉积技术。

一直以来,MELD制造公司都在持续推进金属摩擦沉积工艺的开发和研究,同时制造基于该技术的3D打印机。现在,来自弗吉尼亚理工大学材料科学和工程实验室的Yu研究小组已经开始以学术身份带头研究该技术。

基于搅拌摩擦的金属固相增材制造研究进展

摘要:基于搅拌摩擦的固相增材制造是大型轻质合金构件成形制造的新技术, 已成为国内外先进成形制造领域研究的热点之一。本文对目前国内外基于搅拌摩擦的金属固相增材制造技术及其相关工艺机理的研究现状进行了分析和总结。常见的基于搅拌摩擦的固相增材制造技术可分为三类: 基于搅拌摩擦搭接焊原理, 使板材逐层堆积, 从而获得增材构件的搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing, FSAM)技术; 采用中空搅拌头, 通过添加剂(粉末或丝材)进行固相搅拌摩擦沉积的增材制造(additive friction stir deposition, AFSD)技术; 采用消耗型棒材, 通过棒材的摩擦表面处理, 形成增材层的摩擦表面沉积增材制造(friction surfacing deposition additive manufacturing, FSD-AM)技术。重点分析了金属材料基于搅拌摩擦的固相增材制造技术的国内外研究与应用现状, 对比了三类基于搅拌摩擦的固相增材制造技术的特征及其工艺优缺点。最后指出增材工艺机理、形性协同控制、外场辅助工艺改型、新材料应用和人工智能优化是基于搅拌摩擦的固相增材制造技术未来研究的重点方向。摘要:基于搅拌摩擦的固相增材制造是大型轻质合金构件成形制造的新技术, 已成为国内外先进成形制造领域研究的热点之一。

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