镁基复合材料增材制造研究进展及前景展望

时间：2024-03-29 09:52 来源：WAAM电弧增材作者：admin 阅读：次

一、研究背景
增材制造（AM）具有制造周期短、材料利用率高、设计自由度高、机械性能优良、制造复杂结构部件的能力等优点。结合镁基复合材料（MMCs）的高刚度、高强度性能以及AM形成高性能复杂结构件的技术优势，制备的增材制造镁基复合材料（AM MMCs）在汽车、航空、消费电子、生物医药等高新技术工业领域具有巨大的潜在优势和广泛的应用前景。虽然镁合金相比其他金属具备许多优势，被广泛认为是21世纪最理想的绿色材料，但也有许多瓶颈阻碍了其进一步应用。在实际应用中，镁合金的进一步应用需要克服许多困难。为了满足制造业对轻质、高性能金属组件的迫切需求，扩大镁基复合材料的应用范围，迫切需要开发出更先进、更有效、更简单的制备高性能MMCs的方法。为此，北京航空航天大学王华明院士团队张成行副研究员和李卓副研究员等人在材料（镁合金）领域专业学术期刊Journal of Magnesium and Alloys（中科院一区TOP, IF: 17.6)发表了题为“Additive manufacturing of magnesium matrix composites: Comprehensive review of recent progress and research perspectives”的研究成果，主要回顾了近年来增材制造镁基复合材料的研究进展，以填补增材制造镁基复合材料领域的空白。同时，也揭示了AM MMCs在目前和未来各个领域的应用潜力、发展趋势以及未来的研究思路，无疑，这项工作将给AM MMCs领域的研究人员提供帮助，为今后增材制造镁基复合材料的研究方向提出了具体建议。

二、论文图片

图1 复合材料的微观结构示意图

图2 增材制造的设计和制造工艺概述

图3 图表表明，由于不需要修改硬件和工具，生产少量的高度复杂的零件比注射模塑更经济

图4 (a)类别和(b)行业，2013-2019年增材制造行业(c)市场规模和(d)2019-2029年汽车生产收入

图5 增材制造技术的类型

图6 PBF和DED技术的示意图

图7 金属增材制造中多尺度、多物理现象的耦合过程示意图

图8 SLM期间的Balling(球状）效应：(a) 100 mm/s、(b) 200 mm/s、(c) 300 mm/s和(d) 400 mm/s

图9 (a)孔隙度和（b-d）融合差（熔融未熔化的粉末颗粒）

图10（a-b）熔池中热状态的数值模拟和（c-d）在激光增材制造过程中，合金元素的蒸气压和汽化速率作为温度的函数的示意图

(责任编辑：admin)

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