レビュー: 金属積層造形 - 微細構造の進化と多段階制御 (I)

レビュー: 金属積層造形 - 微細構造の進化と多段階制御 (I)
出典: 江蘇レーザー連盟

深セン大学の学者とその協力者は、金属付加製造のための包括的な処理マップの提案、溶融池凝固中および凝固後の付加製造された微細構造の開発、マルチスケール微細構造の形成メカニズムの分析、および微細構造を制御するための方法の提案に焦点を当てたレビューを発表しました。この記事は前編です。

完全なレビューの要約:
積層造形とは、材料を層ごとに追加することで物体を作り、これまでにない自由度で特定の部品を製造することを可能にする革新的な産業技術です。金属材料の場合、積層造形プロセス中に独自の階層的微細構造が構築され、多くの優れた特性が得られます。積層造形を最大限に活用するには、微細構造の進化メカニズムを深く理解する必要があります。この目的のために、本論文では、積層造形の基本的なステップ、すなわち溶融プールの形成と結合について説明します。溶融プールのエネルギーと形状関連のプロセスパラメータを統合した包括的な処理マップが提案されています。これに基づいて、構成溶融プールの凝固中および凝固後に、付加的に製造された微細構造が形成されます。凝固組織は、粒界に沿って形成された一次柱状粒子と微細な二次相から構成されます。凝固後の構造には、内部残留応力によって生じたサブミクロンの転位セルと、隣接する溶融池の周期的な加熱中に固有の熱処理によって生じたナノスケールの析出物が含まれます。凝固理論と転位理論に基づいて、多段階微細組織の形成メカニズムを詳細に解析し、マルチスケール制御法を提案します。さらに、潜在的な原子スケールの構造的特徴についても簡単に説明します。さらに、AM の微細構造設計は、プロセス パラメータと合金組成を調整することで対処され、この技術の大きな可能性を実現します。このレビューは、強固な微細構造フレームワークを確立するだけでなく、AM によって製造された金属材料の機械的特性を調整するための有望なガイドラインも提供します。
▲図0 全文のグラフィック要約1. はじめに<br /> 積層造形は、デジタル モデルから直接 3 次元 (3D) コンポーネントを層ごとに印刷する革新的なテクノロジーです。鋳造、鍛造、機械加工などの従来の製造方法とはまったく異なり、積層造形はニアネットシェイプ製造プロセスであり、設計の自由度を大幅に高め、製造時間を短縮できます。したがって、来たるインダストリー 4.0 の時代において、付加製造はスマート製造に大きなチャンスをもたらします。さらに、積層造形は、金属、セラミック、ポリマーなど、さまざまな材料の製造に適した、汎用性、柔軟性、およびカスタマイズ性に優れた生産技術です。金属材料の場合、レーザーや電子ビームは、溶接に似た付加製造プロセスで高強度の熱源としてよく使用され、金属粉末を溶融状態に加熱して基本的な構成要素である溶融プールを形成します。したがって、このタイプの AM 技術は、融合ベースの AM に分類されます。溶融プールの形成とそれに続く結合は、融合ベースの積層造形における 2 つの基本的な物理プロセスです。対照的に、積層造形は固体状態でも実行でき、熱エネルギーではなく金属粉末粒子の運動エネルギーに大きく依存します。しかし、固体積層造形は固体結合の限界により、主に延性材料に限定されます。

融合ベースの付加製造では​​、高エネルギービームが照射されると、金属粉末の局所温度が瞬時に融点を超えて急上昇し、短時間でマイクロスケールの溶融池が形成されます。その後、熱源はすぐに次の位置にスキャンされ、溶融プールは以前に堆積された冷却された基板の影響を受けて急速に凝固します。したがって、積層造形プロセス中に最大10exp(7)K/sの急峻な温度勾配と10exp(7)K/mの高い冷却速度を達成することができる。溶融プールの溶融プロセス中に発生する複雑な流体力学と組み合わされると、ガスの閉じ込めや溶融不足により多孔性が発生することがよくあります。その結果、良質の金属部品の積層造形のための処理ウィンドウは非常に狭くなります。この狭い空間に、ミクロンサイズの柱状粒子、サブミクロンサイズの転位単位からナノメートルサイズの析出物に至るまでの階層的な微細構造が構築され、金属材料に多くの優れた機械的特性が与えられます。欠陥の除去と比較すると、精密な微細構造制御を達成することは比較的困難であり、そのためには微細構造の進化に関する包括的な理解が緊急に必要とされています。

利用可能な AM 方法とシステムは多岐にわたるため、AM 金属材料の微細構造は多数のプロセス パラメータの影響を受けます。その中で、熱源電力、ビームスポットサイズ、スキャン速度、ハッチ間隔、層の厚さが最も一般的に研究されています。残留気孔がごくわずかでも残ると、最終的な金属部品の機械的特性が著しく低下する可能性があるため、完全な密度を達成することが積層造形の最も望ましい結果の 1 つです。現在のほとんどの研究では、体積エネルギー密度 (VED)、つまり粉末の単位体積あたりに蓄積されるエネルギー量を指針として使用しています。VED = P / vhδ。ここで、P、v、h、δ はそれぞれビーム出力、スキャン速度、ウィンドウ間隔、粉末の厚さです。 VED が低い場合、溶融していない粒子が溶融池の底に残り、小さな不規則な面を特徴とする未溶融欠陥が発生します。逆に、VED が高すぎると、溶融池内の温度が金属の沸点を超え、材料が蒸発してしまいます。したがって、球状の穴がコンポーネント内に閉じ込められます。高密度の金属部品は、十分に大きく安定した溶融プールが形成される中間 VED 範囲でのみ製造できます。 VED は広く導入され、成功を収めていますが、多くの制限があります。 VED 方程式では、熱ビームの焦点直径と溶融池の幾何学的情報が完全に無視されるため、溶融池に伝達される有効エネルギーを正確に表すことができません。さらに、最終的な微細構造に大きな影響を与える複雑な熱履歴は考慮されていません。したがって、AM における微細構造制御のガイドラインはまだ存在しません。

3D 金属部品の構築中、各層の堆積中に熱サイクルが繰り返し発生し、局所的な微細構造は複雑な熱の影響を受けます。したがって、複雑な熱履歴により、マルチスケールの微細構造が形成されます。本質的に、積層造形は、材料が短期間で局所的に変化するマルチスケールの問題です。小さな溶融プールではリアルタイムの実験観察を行うことは困難であり、その場での熱と質量の情報を抽出するために多くのシミュレーションとモデリングの研究が行われてきました。一般的に言えば、AM の熱条件は柱状粒子のエピタキシャル成長を促進し、<100> 結晶方位は立方晶金属にとって好ましい方向です。熱膨張と収縮の際、ビルド基板からの制約により、金属部品に高い残留応力と高密度の転位が生じる可能性があります。加熱と急冷を繰り返すと、以前に堆積した層に固有の熱処理効果が生じ、場合によっては固体沈殿反応も発生します。温度勾配と冷却速度を決定することは、最終的な微細構造に影響を与える重要な熱力学的要因です。ただし、溶融池内の温度分布によって、これらの要因に大きな変化が生じる可能性があります。その結果、積層造形された金属に形成される微細構造は部位ごとに異なり、ほとんどの場合、それを理解することは困難です。

階層的な微細構造は、積層造形された金属材料の優れた機械的特性に貢献します。原理的には、強化メカニズムは単純な式で表すことができます: σy = σ0 + Δσgb + Δσdis + Δσprec、

ここで、σ0、Δσgb、Δσdis、Δσprecはそれぞれ格子摩擦、粒界、転位、堆積物の降伏応力の寄与を表します。 AM プロセス パラメータの便利な調整により、微細構造を正確に制御し、それに応じて機械的特性をカスタマイズする前例のない機会が提供されます。 AM プロセス中の微細構造の進化のための強固な基盤を構築するには、体系的な推論が必要です。このレビューでは、まず積層造形の処理マップを改訂します。溶融プール形成のエネルギー項と溶融プール結合の幾何学的項を統合して、包括的な処理グラフを構築します。したがって、印刷された金属材料の微細構造は、異なる段階で形成される凝固構造と凝固後の構造に分けることができます。急速冷却中の凝固の基礎となる原子スケールの微細構造特性も解明されます。さらに、AM 技術の可能性を十分に探求するために、AM 用に設計された部位固有の微細構造と合金組成について説明します。

2. 積層造形プロセス図
2.1 さまざまな積層造形法<br /> AM 技術にはさまざまな種類がありますが、この記事では、レーザー、電子ビーム、電気アークなどの高エネルギー密度ビームを熱源として利用する核融合ベースの AM に焦点を当てています。バインダー ジェッティング、溶融フィラメント製造、コールド スプレー AM、超音波 AM などの間接および固体金属 AM 方法と比較すると、溶融ベースの AM ではより複雑な熱履歴が生成されるため、より優れた特性を持つ部品が生成されます。そのため、学術分野や産業分野で注目を集めており、以下では簡潔にするために積層造形法と呼ぶことにします。一般的に、これらの技術は、図 1 に示すように、粉末床溶融結合法 (PBF) と指向性エネルギー堆積法 (DED) に分けられます。 PBF は、レーザーまたは電子ビームを使用して、事前に敷かれた粉末ベッド内で金属粉末を層ごとに溶融および焼結するプロセスです (図 1(a))。これには、選択的レーザー溶融 (SLM) と電子ビーム溶融 (EBM) が含まれます。 DEDでは、金属粉末またはワイヤが高エネルギービーム(レーザーまたはアーク)に同軸的に供給され、基板上に連続した溶融層を形成します(図1(b))。レーザーエンジニアリングネットシェーピング (LENS) とワイヤアーク積層造形 (WAAM) は、2 つの典型的な DED 方法です。これらの付加製造技術のさまざまな手順により、さまざまな特性が得られます。たとえば、SLM はスポット サイズが小さいため、より高精度の金属部品を作成できます。 EBM には高性能加熱プラットフォームが装備されており、残留応力の蓄積を大幅に削減できます。 LENS はマルチノズル設計のため、混合材料の印刷に適しています。 WAAM は堆積速度が高く、大型の部品を製造することができます。さらに、熱条件は積層造形法によって大きく異なります。他の方法と比較すると、WAAM は溶融プールのサイズが大きいため、約 10exp(2) K/s の比較的緩やかな温度勾配を示します。

▲図1 積層造形の2つの主なタイプの概略図:(a)粉末床溶融結合法(PBF)と(b)指向性エネルギー堆積法(DED)。
さまざまな付加製造技術の多数のプロセス変数により、印刷された金属材料の特性を調整する絶好の機会が生まれます。これは、処理パラメータが溶接プール内の溶融金属の流動ダイナミクス、熱伝達、凝固特性に影響を及ぼし、粒径、形態、テクスチャの微細構造変化につながるためです。まず、プロセスパラメータと得られた微細構造との関係を確立する必要があります。この目的のために、包括的な処理マップが開発され、次のセクションで説明されます。

2.2 連続および不連続プロセスパラメータ<br /> 積層造形プロセス中、金属材料の微細構造はさまざまなプロセスパラメータの影響を受けやすくなります。これらのパラメータは、その動作時間に基づいて、連続パラメータと不連続パラメータの 2 つのカテゴリに大まかに分類できます。連続パラメータは、金属粉末のポイントごとの連続的な選択的溶融に関与し、印刷プロセス中に連続的なエネルギー入力を提供します。これには、ビーム出力、スキャン速度、ビーム直径が含まれます。積層造形のスキャン操作中、異なる堆積トラックとレイヤーの間には間隔時間があります。間隔時間はサンプル サイズとスキャン モードによって異なり、0.1 ~ 100 秒の範囲です。したがって、ウィンドウ間隔、レイヤーの厚さ、スキャン戦略などの軌道およびレイヤー関連のパラメータは、個別のパラメータとして見ることができます。不連続なプロセス パラメータにより、最終的な 3D コンポーネントが断続的に構築されます。言い換えれば、連続プロセスパラメータは、高エネルギー入力による溶融プール形成の各軌跡に関連しているため、エネルギー要因として考えることもできます。不連続性パラメータは、異なる軌道にある隣接する溶融プールの幾何学的重なりに主に関係するため、幾何学的要因と見なすことができます。欠陥のない部品を印刷するには、高強度の熱源にさらされたときに溶融プールが安定しているだけでなく、隣接する溶融プール間の適切な相互作用も必要です。

2.3 エネルギーと形状の要素を組み合わせた処理図<br /> 図 2(a) に示すように、溶融プールは積層造形の基本的な構成要素として機能します。隣接するトラックを部分的に再溶融することで、これらの溶融プールの重なりがブロックを結合し、最終的な 3D オブジェクトを構築します。連続(エネルギー)要素と不連続(形状)要素を統合することで、図2(b)に示すように包括的な処理グラフが構築されます。縦軸はビーム特性と材料特性を組み合わせた無次元エネルギー E* を表します。比較的低い電力または高いスキャン速度では、エネルギー入力が金属粉末を完全に溶かすのに十分ではなく、不連続な溶融プールが生じることに注意してください。この場合、融合不足による欠陥が発生します(図2(b))。ビーム出力が高すぎたり、スキャン速度が遅すぎたりすると、金属粉末に注入されるエネルギーが大きくなりすぎて、材料の沸点に達する可能性があります。金属は気化され、局所的な窪みによってガスが閉じ込められ、高 VED 係数と同様に球状の細孔が形成されます。良好な溶融プールは、伝導モードが比較的安定している中エネルギー領域でのみ得られます。

形成された安定した溶融プールに加えて、良好な結合は、印刷された部品の最終的な品質を決定するためのもう 1 つの重要な前提条件です。隣接する溶融池間の幾何学的重なりの度合いを示すために、図2(a)に示すように、幾何学的組み合わせ係数が指標として使用されます。溶融池の形状は、ほぼ半円形であることが好ましい。溶融プールの幅はローゼンタールモデル[64]を用いて計算するか、実験的に直接測定することができる。ρとCpはそれぞれ材料の密度と比熱である。 Ψ が大きいほど、連続堆積プロセス中に単一の溶融プールのより大きな割合が再溶融されることを示します。 Ψ ≥ 1 の場合にのみ高密度金属サンプルを印刷できます。それ以外の場合は、拘束不足による欠陥が発生します。

▲図2(a)積層造形における溶融池の形成と結合の模式図。 (b) エネルギー項と形状項を統合したAM処理図。および は、それぞれ金属粉末を融点と沸点まで加熱するために必要なエネルギーに対応することに注意してください。
エネルギーと幾何学的項を新しい処理図に統合すると、大まかに 4 つの領域に分けることができます: I. 結合不足、II. 融合不足、II. プロセス ウィンドウ、および IV. キーホール形成。プロセスウィンドウ領域 (III) で完全に溶融し、完全に結合した安定した溶融プールを形成することで、高密度の金属部品を構築できます。エネルギー投入が不十分なため、溶融池温度が低く、流動性が弱く、球状化が発生します。エネルギー密度が連続トラックを溶かすのに十分高い場合でも、大きなハッチ間隔または厚い層によって生じる小さな重なりにより、依然として接合欠陥は発生しません。包括的な処理図によれば、エネルギーは安定した溶融池を提供するための前提条件に過ぎず、溶融池の幾何学的な重なりは高密度の金属部品を構築するためのもう 1 つの必要条件です。処理グラフの 4 つの領域間の境界は単純な物理的推論によって提案されていることに注意してください。実際には、それらは明確な境界ではなく、不確実な領域と見なす必要があります。この積層造形のための包括的な処理マップに基づいて、最適なプロセスウィンドウが VED の最大密度点から 2 次元領域まで大幅に拡大され、VED の制限を克服できます。幾何学的な重なりによって生じる複雑な熱履歴は横座標上で自然に発生し、AM プロセス中に重なりを調整することで、固有の熱処理を簡単にカスタマイズできます。

これまでの研究では、一部の研究者は溶融プールの形状を採用して、積層造形の印刷品質を予測しました。 Tangらは、未溶融多孔度を予測するために、相対ハッチ間隔(h/d)と相対層厚(δ/w)によって構成される処理マップを提案しました。ここで、dは溶融プールの深さを表し、溶融プールの幅の半分に等しくなります。十分な溶融プールの重なりを得るには、横方向に隣接する溶融プール間の重なり深さ l* が、部品の印刷に使用される層の厚さを超えてはなりません。 Bajaj らは、正規化されたハッチ間隔 rb/h を幾何学的係数として使用し、それを正規化されたエネルギーと組み合わせて、正規化された処理グラフを構築しました。また、彼らは、最小限の多孔性を達成するために、エネルギー入力と溶融プールの重なりの中間値を持つ広いプロセスウィンドウを特定しました。さらに、新しい包括的な処理マップは、印刷前に印刷された微細構造に関する情報を提供します。 Thomas らは、大きなオーバーラップとエネルギー入力の組み合わせにより、EBM で製造された Ti-6Al-V 合金では比較的粗い β 構造が生じることを発見しました。これらの結果は、エネルギージオメトリベースの処理マップでプロセスパラメータを慎重に選択することで、多孔性と微細構造を制御できることを示唆しています。

包括的な処理図から、金属部品の積層造形には、単一の溶融プールの形成とそれに続く複数の溶融プールの結合という 2 つの基本的な物理的ステップがあることがわかります。これらの手順により、製造の基本的な熱履歴が確立され、AM プロセス中の凝固と周期的な熱効果を通じて、印刷された金属の最終的な微細構造が決まります。この考え方に沿って、金属材料の積層造形された微細構造は、異なる製造段階で形成される構造、つまり凝固微細構造と凝固後の微細構造として考えることができます。

3. 凝固組織<br /> 原則として、AM 微細構造の大部分は、溶融プールの凝固段階における粒子の核生成と成長によって形成されます。凝固中の熱と溶質の移動が最終的な粒径と形態を決定する上で重要な役割を果たすことはよく知られています。高度に焦点を絞ったビームと高速スキャンにより、溶融プールのサイズが小さくなり、急激な温度勾配と速い凝固速度を伴う凝固条件が実現します。したがって、印刷された金属材料の重要な微細構造的特徴は、溶融池の境界における結晶のエピタキシャル成長によって形成される柱状粒子です。これらの柱状粒子の直径は、図3(a)に示すように、通常、数マイクロメートルから数十マイクロメートルです。柱状結晶は凝固初期段階で形成されるため、一次凝固構造とみなすことができます。さらに、AM 中の急速冷却によってミクロ偏析は抑制されますが、場合によっては溶質の再分配が依然として役割を果たすことがあります。積層造形法で製造されたアルミニウム合金やニッケル合金などでは、柱状結晶間の樹枝状結晶間領域に二次相が析出することがあります。これらの溶質に富む析出物は、図3(b)に示すように二次凝固構造と考えることができます。一次柱状粒子と二次析出物は主に入力エネルギー、すなわち図2(b)の総合処理図のエネルギー項の影響を受ける。溶融が起こった場合にのみ、図 3(e) の複雑な熱履歴に示すように、凝固微細構造が金属上に印刷されます。

▲図3 積層造形法で製造された金属の微細構造の進化。凝固構造は、(a)一次柱状結晶粒と、(b)柱状結晶粒界に沿ってまばらに分布する二次相から構成されます。凝固後の構造には、(c) 転位単位と (d) マトリックス内のナノ析出物が含まれます。 (e) 複雑な熱履歴は、積層造形中に多層微細構造の形成に寄与します。 ▲図3-1 各718耐熱合金サンプルを積層造形すると、718耐熱合金のδ相がデンドライト間領域に析出し((a)、(b)、(c))、堆積状態および熱処理後のサンプルの引張強度を鋳造状態および変形状態のサンプルと比較した(d)。しかし、平行サンプルの靭性は650℃で垂直サンプルの4分の1に過ぎなかった(e)。また、予想外のデンドライト間δ相が引張試験中に初期の亀裂発生および伝播源となることもわかった。▲図3-2 アルミニウム合金Al-Sc-Zrの積層造形中の熱的に安定なコアシェルナノ析出相の制御▲図3-3 格子整合ナノ粒子を高強度Al合金に追加して細長い等軸粒子を置き換え、亀裂を回避する
3.1 マイクロスケールの一次柱状構造

古典的な凝固理論に基づくと、特定の合金の場合、一次粒子の微細構造は、温度勾配 G や凝固速度 V など、溶融池内の局所的な凝固条件によって主に決まります。 G/V 係数は凝固モードを制御し、製品の冷却速度は凝固微細構造の規模を制御します。図4(a)に示すように、熱が固体基板に伝達されるにつれて、凝固は以前に堆積された基板から溶融液体へと方向的に進行します。不均一核形成では核形成障壁がほとんどないため、最終的な微細構造の大部分は粒成長現象によって決まります。粒成長の過程で、溶質原子は液体中に押し出され、固液界面の前に溶質蓄積層を形成します(図4(b))。これにより、図4(c)の状態図に従って凝固範囲が拡大します。そのため、ミクロ偏析により構造的な過冷却が発生します(図4(d))。成長プロセス中の固液界面の構造的過冷却と形態的安定性は、最終的な急速凝固微細構造に大きな影響を与えるために連携して作用します。

3.1.1 一次柱状粒子のサイズ<br /> 積層造形プロセス中、金属粉末が局所的に加熱されると、溶融プールの中心でピーク温度が上昇し、溶融プールの境界付近に急激な温度勾配が形成されます。粉末の熱拡散率は対応する固体材料の熱拡散率よりもはるかに低いため、溶融物の熱は主に以前に構築された層を通して放散され、構築方向に温度勾配が生じます。さらに、高エネルギービームが小さな溶融池を通過するとすぐに、溶融池内での凝固が始まります。急激な温度勾配と高い凝固速度により、図4(e)に示すように、柱状粒子がAM微細構造を支配することが予想されます。柱状粒子の特徴的な大きさ、すなわち柱状粒子の間隔は、凝固条件に応じて変化します。従来の鋳造と比較して、準安定微細構造は AM における非平衡凝固プロセスの存在を示しており、その中では拡散場に加えて熱場が重要な役割を果たします。この場合、デンドライトの先端の形態が変化する可能性があるため、液体-固体界面の安定性基準を考慮する必要があります。十分にテストされた Kurz-Fisher モデルに基づくと、粒径は凝固速度、温度勾配、冷却速度に反比例することが示されています。高エネルギービームの高速スキャン中、凝固速度 V は、スキャン方向と溶融池境界間の傾斜角 θ を介してスキャン速度と関連し、V = v·cosθ となります。積層造形のスキャン速度は通常 10exp(-1) m/s を超えるため、急速凝固条件が製造プロセスを支配します。したがって、AM によって完全に等軸の粒子を製造することは困難です。

▲図4(a)急速凝固中の固液界面における柱状および等軸粒の成長の模式図。 (b) 液体と固体中の溶質の溶解度が異なるため、溶質は固体-液体界面の前で分離します。 (c) 構造的過冷却を示す典型的な相図の一部。 (d) 固液界面の前端における溶質偏析によって引き起こされる構造的過冷却。 (e) 積層造形における柱状から等尺性への変換を示す模式図。 ▲図4-1 接種粒子がさまざまなチタン合金の結晶粒形成に与える影響 ▲図4-2 GとVが変化すると、層間で柱状結晶から等軸結晶への遷移が発生することがあります。等軸結晶に最も適した最適な凝固状態は、各層の上部で発生します。この研究は、LMDプロセスでTi-2Al-7Mo合金を製造する際にZhengらが観察したCETです。
多くの研究により、積層造形された金属の柱状微細構造は主に溶融池のリアルタイム熱場によって制御され、積層造形プロセス中のレーザー出力とスキャン速度の影響を受けることが示されています。複雑な熱条件のため、プロセスパラメータと凝固係数の間の定量的な関係はまだ存在しません。分析モデルの使用により、いくつかの一般的な傾向が明らかになりました。たとえば、溶融池の液体寿命が短くなり、単位時間あたりのエネルギー入力が低くなるため、スキャン速度が速くなると凝固速度と冷却速度が速くなります。一定のスキャン速度の場合、溶融プールのピーク温度が低くなり、液体の寿命が大幅に長くなり、温度勾配が減少するため、レーザー出力が減少するにつれて冷却速度が増加します。これらの発見に基づいて、柱状粒子のサイズを調整するためのいくつかの研究が行われてきました。たとえば、Spierings らは、スキャン速度が速くなると、粒子サイズの分布がより小さな粒子の方向にシフトすることを発見しました。これは、高速スキャンで達成されるより高い冷却速度の結果です。 Wang らは、溶融池の温度上昇と過冷却の減少により、走査速度が低下すると平均一次デンドライト間隔が増加することを示しました。 Priya らは、レーザー出力が高く、スキャン速度が低いと微細構造が粗くなり、これは溶融池の深さ全体にわたる凝固時間の変動が小さくなるためであると実証しました。これは溶融池の冷却速度が低いことを意味します。一般的な冷却速度はAM技術によって異なりますが、SLMは約10exp(6) K/sで、LENS(10exp(5) K/s)、EBM(10exp(4) K/s)、WAAM(10exp(2) K/s)よりも高くなります。したがって、SLM では、図 4(e) に​​示すように、最終的な金属部品に微細な微細構造を生成することができます。

引き続きご注目ください

出典: 金属の付加製造: 微細構造の進化と多段階制御、Journal of Materials Science & Technology、2021 年 7 月 30 日にオンラインで入手可能、https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.06.011

参考文献:
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3. 積層造形された Al-Sc-Zr 合金における熱的に安定なコアシェルナノ析出物の制御、Additive Manufacturing、第 32 巻、2020 年 3 月、100910、https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100910
4. アルミニウム合金の 3D 印刷: 選択的レーザー溶融法を使用したアルミニウム合金の付加製造、Progress in Materials Science、第 106 巻、2019 年 12 月、100578、https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.100578

金属、特性、分析、顕微鏡的、構造

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