Ti6A14V钛合金：在静态载荷下测试DMLS 3D打印的样品

时间：2020-02-04 10:01 来源：南极熊作者：中国3D打印网阅读：次

随着金属的3D打印在全球范围内不断扩展，以供工业用户使用，对粉末，独特合金和各种复合材料等材料的研究也在不断发展。在这项研究中，研究人员概述了他们最近发表的“ 在静态载荷条件下使用增材制造方法生产的Ti6A14V钛合金的强度分析”中的发现，研究人员着重研究了钛合金Ti6Al4V的用途以及通过印刷后的力学性能的综合分析，直接金属激光烧结（DMLS）。
对于许多应用程序而言，3D打印和增材制造工艺的优势使创建牙植入物，火箭发动机部件，汽车零件等设备的更传统的方法黯然失色。虽然提高负担能力是关键，但许多用户创建以前从未有过的零件的能力也是如此，或者甚至更值得注意的是，可以选择扫描已经过时的旧零件并通过3D打印重新创建零件的选项。（在汽车和军事应用中特别有用）。
由于以下优点，植入物等医疗设备通常由合金制成：

高机械性能
低密度
耐腐蚀性能
生物相容性

测试样品尺寸。

热处理在使用金属时很常见，因为它可以改善机械性能。通常使用热等静压（HIP）等方法。但是，在这项研究中，研究人员使用DMLS增材制造技术来制造样品，以测试其可行的机械性能。

研究样品的物理形式：（a）从拉杆上翻下来，（b）通过加法DMLS制造。

该团队以退火的拉制棒材（直径为12mm）的形式创建样品，并在EOS M280W机器上通过DMLS创建了一组样品，然后进行了退火。

“印刷过程的特征在于以下参数：激光功率200 W，最小层厚度30μm，扫描速度高达7 m / s。样品的打印方向与Z轴一致。”研究人员解释说。

通过DMLS方法将样品施加一层。

发现第一批样品的强度相比之下较低，而硬度相关的值不同：

研究人员说：“结果的差异与采用添加剂技术制备样品的方法及其所承受的外部载荷有关。”

“空载样品在x平面上的硬度值略有变化，表明通过DMLS方法生产的材料具有相似的机械性能。”

硬度测试的样品：（a，b）来自拉伸棒的样品，（c，d）在拉伸测试之前使用DMLS方法制备的样品，（e，f）在拉伸测试之后使用DMLS方法制备的样品。

研究人员团队还指出，在这种情况下，硬度变化（xy和xz之间）可能是由于材料颗粒的3D打印以及轴向载荷引起的变形所致。

样品DMLS宏观结构的测试显示出与拉伸载荷有关的明显变化，表明这也可能再次归因于3D打印以及设置的参数和材料层的方向。研究人员比较了拉伸载荷前后的宏观结构，发现随后发生了塑性变形，并且明显可见是由载荷线引起的。

由于如今钛被用于许多3D打印和增材制造工艺中，因此从复合材料的使用到诸如胸骨或髋关节植入物的医疗设备，玻璃的印刷等等，这种材料一直是研究的持续来源。

DMLS增材制造方法产生的Ti6Al4V材料的宏观结构，取自：（a）沿Z轴的样品，（b）样品夹持部分，（c）拉伸过程中样品中力线的分布；I –因拉力作用而导致材料结构发生重大变化的区域，II –过渡区域，III –受拉力影响有限的区域。

在相变温度范围α+β→β中可塑性变形的两相α+β钛合金的两相微观结构形成的示意图，它是变形度ε的函数。

(责任编辑：admin)

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