激光粉末床熔融制备同种和异种金属混合增材制造的最新进展
时间：2024-09-25 10:04 来源：长三角G60激光联盟 作者：admin 阅读：次
重点：
-回顾了通过LPBF多材料和混合金属增材制造的现有文献。
-强调了同种金属和异种金属混合AM的复杂性对比。
-讨论了混合AM零件的微观结构、电化学和力学特性。
-探讨了混合金属AM的应用、局限性和未来发展方向。
增材制造（AM）是一项变革性技术，有助于高精度、定制化和高速度生产复杂结构。虽然传统的金属零件AM工艺传统上只使用单一材料，但对由两种或多种金属混合制成的零件需求却在不断增长。本文全面回顾了使用激光粉末床熔融技术（LPBF）对金属零件进行多材料AM加工的最新进展。深入分析了双金属LPBF零件的界面特征和性能，为了解同种金属和异种金属焊接过程中复杂的工艺-结构-性能关系提供了宝贵见解。此外，文章还探讨了异种金属混合3D打印中的固有挑战，包括物理和化学性质的实质性差异、有害金属间化合物的形成以及元素偏析。针对这些障碍，该研究深入探讨了文献中提出的各种策略，如调整工艺参数、整合第三种材料的夹层以及利用机器学习算法。此外，研究还概述了混合LPBF结构AM的应用和未来发展方向，为这一快速发展领域的潜在研究提供了完整的路线图。
图 1.常见金属AM工艺的分类。
图 2.多材料结构的分类。
图 3.单工序多材料LPBF中的铺粉方法。
图 4.(a)2014年至2024年6月有关LPBF多材料金属3D打印的出版物数量;(b)混合金属零件的性能研究。(c)用于同种和异种金属混合3D打印的材料组合。
图 5.(a)显示混合Al-Cu-Ni-Fe-Mg/AlSi10Mg零件界面区域的SEM图，其中红色虚线是在 AlSi10Mg第一固结层中出现的环流（马兰戈尼对流）。(b) AA2618/AlSi10Mg 混合部分界面的EBSD图。
图 6.(a)MS1/H13钢的光学图像；(b) H13/MS1钢的BSE图像；(c, d)CrMn/MS1钢的光学图像。
图 7.（a-b）800 ℃ 热处理4小时后锻造基材/LPBF Ti-6Al-4V 混合零件不同放大倍数的扫描电镜图。(c）锻造基材/LPBF Ti-6Al-4V 表面的光学图像；小矩形 b、d和e分别代表 LPBF、热影响区和锻造区。
图 8.激光功率和扫描速度对AlSi10Mg/Ti-6Al-4V混合材料界面质量的影响。
图 9.有/无铜夹层的Ti/Al多材料晶格的压缩应力-应变曲线和相应的变形图。
图 10.LPBF 316不锈钢/CuSn10 铜双金属界面的EBSD图：（a）铜侧，（b）316不锈钢和界面区域，（c）（b）的Ⅰ区域，（d）（c）的Ⅱ区域。
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