技术突破：3D打印高强度无缺陷马氏体钢，达1.4 GPa拉伸强度

2020-04-20 14:00

卡拉曼说：“孔隙是微小的孔，即使3D打印所用的原材料非常坚固，它们也可以大大降低最终3D打印对象的强度。” “要找到新型马氏体钢的实际应用，我们需要回到基础源头上，研究哪种激光设置可以防止这些缺陷。”

美国空军研究基地对AF9628 打印样品进行了气孔、机械强度和冲击韧性等研究，显示器机械性能非常好

对于他们的实验，Karaman和Texas A＆M团队首先选择了一个受焊接启发的现有数学模型，以预测在不同的激光速度和功率设置下，单层马氏体钢粉将如何熔化。通过将他们在单条熔融粉末中观察到的缺陷的类型和数量与模型的预测值进行比较，他们可以略微更改其现有参数，从而改善后续的预测。

经过几次这样的迭代之后，如果一组未经测试的新激光设置会导致马氏体钢中的缺陷，那么它们的工艺就可以正确预测，而无需进行其他实验。研究人员表示，这样会更省时。

美国空军研究基地对打印的AF9628部件进行热分析

“测试激光设置的整个范围以评估哪些设置可能导致缺陷是非常耗时的，有时甚至是不切实际的，” 工程学院的研究生，该研究的主要作者Raiyan Seede说。。“通过结合实验和建模，我们能够开发出一种简单，快速，循序渐进的程序，可用于确定哪种设置最适合马氏体钢的3D打印。”

Seede还指出，尽管制定了指导方案以确保可以打印不变形的马氏体钢，但其工艺可以用于与任何其他金属一起打印。他说，这种扩展的应用是因为它们的框架可以适应任何给定金属的单轨实验观察结果。

卡拉曼说：“尽管我们从专注于马氏体钢的3D打印开始，但此后我们创建了一个更通用的打印方案。” “此外，我们的指南简化了3D打印金属的工艺，使最终产品没有气孔，这对于所有类型的金属增材制造行业来说都是一项重要的发展，无论是螺丝一样简单的零件，还是到起落架、变速箱等更复杂的零件或涡轮机。”

这项研究的其他贡献者包括材料科学与工程系的Austin Whitt和RaymundoArróyave。工业和系统工程系的 David Shoukr，Bing Zhang和Alaa Elwany ；佛罗里达空军研究实验室的Sean Gibbons和Philip Flater。这项研究由陆军研究办公室和空军研究实验室资助。

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