【分析】3Dプリントマイクロトラスの欠陥分布

【分析】3Dプリントマイクロトラスの欠陥分布
金属 3D 印刷技術、特に電子ビーム溶融 (EBM) と選択的レーザー溶融 (SLM) の急速な発展により、従来の技術では作成が困難なマイクロトラス構造が、現在の 3D 印刷研究分野のホットなトピックとなっています。既存の研究のほとんどは、単位セルの3次元構造を変更することによってマイクロトラス材料の機械的特性を研究していますが、マイクロトラスの微細構造が機械的特性に与える影響については十分な研究がまだ不足しています。同時に、金属 3D プリント プロセスで生成される気孔や融合不良などの微細な欠陥も、トラス構造の機械的特性に影響を与えます。
英国シェフィールド大学の研究チームは、電子ビーム溶融(EBM)技術を使用して、異なる多孔度を持つTi-6Al-4Vクロスグリッドマイクロトラス材料を作製しました。トラスにさまざまな熱処理を施すことで、微細構造と欠陥がマイクロトラス構造の機械的特性に与える影響を明らかにすることを目指しました。

研究結果によると、β相変態点以下では熱処理はトラスの微細構造にほとんど影響を与えませんが、β相変態点以上では熱処理によって微細構造が粗大化するだけでなく、マイクロトラス構造の強度も10%低下します。さらに、EBM で作製したマイクロトラス材料の単位セルの直径 (多孔度) とその圧縮強度は、単純なギブソン アシュビー関数の関係に従います。




著者らは、μ-CT を使用して、異なる多孔度を持つマイクロトラス構造の欠陥の分布パターンを取得し、異なる成長方向における欠陥の分布が異なることを発見しました。垂直成長の単位セルの場合、欠陥は主に電子ビーム走査の重なり合う部分に分布し、水平成長の単位セルの場合、欠陥は主に単位セルロッドの表面に分布し、異なる位置での欠陥の形成メカニズムについて説明します。

著者: Yang Kun Tang Huiping 出典: 中国機械工学協会 3D 印刷支部
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