材料・構造・性能を統合したレーザー金属積層造形

材料・構造・性能を統合したレーザー金属積層造形
寄稿者: 張暁宇、李迪塵 寄稿部署: 西安交通大学機械製造システム工学国家重点研究室

高性能金属部品は、特に航空、宇宙、自動車製造、エネルギー生産の分野における現代産業の基礎となっています。高性能金属部品の成形に対する厳しい要件は、材料の選択と製造の最適化を妨げます。レーザー積層造形は、技術革新と持続可能な産業発展のための重要な戦略技術であり、高性能金属部品の短サイクル、高精度、高性能製造に対する現代産業の主要な需要を満たすことができます。従来のレーザー金属積層造形ルートは、設計から製造まで典型的な「シリアルルート」に従うため、面倒な試行錯誤を招き、金属部品製造の高性能要件を達成することが困難になります。南京航空航天大学の顧東東教授らのチームは、「材料・構造・性能統合付加製造」(MSPI-AM)という総合的な概念を提唱した。このコンセプトは、達成する必要のある性能や機能に基づいて複数の材料、新しい構造、対応する印刷プロセスを「並行して」設計し、それらの相互互換性を重視することで、レーザー金属積層造形の既存の課題に対する体系的なソリューションを提供します。

図 1 材料・構造・性能統合付加製造 (MSPI-AM) の概念と意味合い 「材料・構造・性能統合付加製造」には、「適切な材料を適切な位置に印刷する」および「独自の構造を印刷して独自の機能を作成する」という 2 つの主要な特徴とその意味合いがあります。コンポーネントのミクロ構造とマクロ構造を印刷するための創造的なエンジニアリング手法が増え、積層造形によって複数の材料を使用したより複雑な構造を製造できるようになりました。空間的に変化する微細構造と特性(ナノ複合材料、インサイチュ複合材料、傾斜材料など)を備えたマルチマテリアルコンポーネントを設計および印刷することが可能であり、さらに電子機器と統合された機能構造の印刷が可能になります。これらの複雑な構造(全体的に位相的に最適化された構造、バイオニック構造、マルチスケール階層格子、細胞構造など)は、機械的特性と物理的/化学的機能において一定の進歩を達成しました。高性能と多機能性を積極的に実現するには、スケール全体(ナノ/マイクロからマクロまで)にわたる調整されたメカニズムが必要です。

図2 多機能一体型部品の材料・構造・性能統合レーザー積層造形:次世代宇宙探査着陸船の「アウトソール」部品を例にとると、「材料・構造・性能統合積層造形」は将来の生産プロセスでよりインテリジェントになり、インテリジェントな検出、センシングと監視、ビッグデータの統計と分析、機械学習とデジタルツインを統合します。さらに、高性能/多機能印刷はより複合的なアプローチを通じて実現され、より複雑な印刷はより汎用性の高い材料の選択と仮想製造と実際の生産のより包括的な統合によって導かれるでしょう。 「材料・構造・性能統合積層造形」は、積層造形技術の持続的発展に向けた重要な戦略となることが期待されています。

参考文献:
Gu, Dongdong & Shi, Xinyu & Poprawe, Reinhart & Bourell, David & Setchi, Rossi & Zhu, Jihong. (2021). 材料・構造・性能を統合したレーザー金属積層造形。サイエンス。372. eabg1487. 10.1126/science.abg1487.

構造、航空宇宙、着陸機

<<:  内江中医院は3Dプリント膝関節を使用して人命を救った

>>:  (複数の画像)5,523平方メートルの面積をカバーし、2,000個以上の3Dプリントコンクリートを備えた深セン3Dプリントパーク

推薦する

これら数十の中国 3D プリント サービス プラットフォームのパフォーマンスはどうでしょうか?

中国の3Dプリントサービスプラットフォームは現在どのようになっていますか?最近、Antarctic ...

顧敏院士:四川省と協力してコンピューターチップの3Dプリントを実現したい

「新しい時代が来ている」というのが顧敏氏が演説に付けたタイトルだ。 「既存の技術ルートでは、国内の...

Zortrax: 3D プリントされたバイクでラピッドプロトタイピングを実証

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-1-13 12:32 に最後に編集...

Desktop Metalが新しい適応型3Dプリントフォーム素材FreeFoamを発売

2022年6月22日、Antarctic Bearは、金属3Dプリント会社Desktop Meta...

柔軟な素材で 3D プリントされたマタニティ ウェア - とても魅力的です!

2015 年、Monik Shah 氏はムンバイで 3D プリント サービスである 3Dwalla...

Massivit 10000 複合モールド 3D プリンターが IBEX イノベーション賞を受賞

2022年10月、大量生産3Dプリントシステムの大手サプライヤーであるMassivit 3D(テル...

インテリジェント製造を背景とした粉末押出3D印刷プロセスとその設備システムの利点の分析

出典: サブリメーション 3Dインテリジェント製造の波により、さらに多くの新しいテクノロジーが生まれ...

特集: 最適なレーザー加工プロセス(パート1)

出典: レニショー最適なレーザー プロセス (パート 1) プロセス パラメータの選択は、材料がどの...

マテリアライズ、医療用3Dイメージングソフトウェア「Mimics」の新バージョンをリリース

3DプリントサービスプロバイダーのMaterialiseが発売した医療用3Dイメージングソフトウェ...

ScanTechのNimbleTrackはユーザーエクスペリエンスに共鳴し、業界をインテリジェントなワイヤレススキャンの時代へと導きます。

NimbleTrack は、製品設計全体にわたってオールワイヤレス コンセプトを統合する先駆者です...

CCTVの「中国最高の才能」3Dプリントプロジェクトの決勝戦が西安で終了

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-6-6 15:05 に最後に編集さ...

精巧な3Dプリントの結婚指輪はたった100ドルだが、アメリカ人カップルの完璧な愛を表している

3D プリントされたジュエリーは、そのユニークな形状により、独特の価値を持つことがよくあります。最...

成熟した 3D プリント技術によって変革できる業界はどれでしょうか?

3Dプリンティングと付加製造は、国務院の「中国製造2025」の重要な産業発展方向です。 3D 積層...

光華維業は中国プラスチック協会の年次イベントに参加しました。これは生分解性プラスチック業界にとって最高の時期です。

12月18日、中国プラスチック加工産業協会主催の「中国プラスチック協会分解性プラスチック専門委員会...