研究目的
通过改变激光束直径从而调节相对密度,研究基于铝的点阵材料采用激光粉末床熔融(L-PBF)工艺的可制造性。
研究成果
采用激光粉末床熔融(L-PBF)工艺证实,A357.0 BCCXYZ晶格材料在相对密度低至20%、支柱直径与胞元长度比低至0.17时仍具可行性。当胞元尺寸为3毫米时,成功实现了80%的轻量化上限。
研究不足
晶格结构的设计可以通过手动生成的单元格镶嵌或数学生成的周期性图案实现。BCCXYZ单元格由于支柱和桥接部件的朝向问题尤为棘手。STL文件占用大量内存是另一个需要解决的技术难题。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于通过激光粉末床熔融(L-PBF)工艺制备A357.0点阵材料的可制造性,通过改变光束直径和相对密度进行参数调控。
2:0点阵材料的可制造性,通过改变光束直径和相对密度进行参数调控。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:设计并打印了边长接近48 mm的立方体样品,单个BCCXYZ单元胞尺寸保持恒定为3 mm。
3:实验设备与材料清单:
采用SLM? 500设备,工艺参数设置为扫描速度1100 mm/s、激光功率350 W、层厚0.050 mm,并详细列出了原料粉末的化学成分。
4:050 mm,并详细列出了原料粉末的化学成分。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将几何结构定向摆放,使标记为Sz的支柱平行于生长方向(Z轴)。打印完成后,所有试样均在惰性气氛下进行T6热处理。
5:数据分析方法:
使用电子天平测量点阵样品质量,体积按长方体计算,实验密度通过质量与体积比值确定。
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获取完整内容-
scanning electron microscope
Quanta-200
FEI
Used for higher magnifications to understand the build quality of the samples.
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SLM? 500 machine
SLM? 500
SLM Solutions Group AG
Used for laser-based powder bed fusion (L-PBF) of aluminum-based lattice materials.
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electronic balance
PA 124C
Ohaus
Used to measure the mass of the lattice sample.
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stereomicroscope
SMZ1270
Nikon
Used to observe the lattice materials and measure the average diameter of the struts in different orientations.
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