通过3D打印和热挤压制备一种具有互穿结构的铝基复合材料

通过Al–Mg–Mn–Sc–Zr点阵结构与Al₈₄Ni₇Gd₆Co₃纳米结构相结合制备Al–Al互穿相复合材料。采用选择性激光熔化法制备点阵结构,随后在晶格中填充Al₈₄Ni₇Gd₆Co₃非晶粉末,最后采用热挤压制备成形复合材料。结果表明:热挤压过程中元素扩散和塑性变形使复合材料致密化,界面结合良好;样品呈均匀的非均相结构,主要由平均晶粒尺寸小于1 μm的蜂窝状点阵结构和含有大量纳米金属间化合物和纳米晶粒α-Al的纳米结构区组成。非均质结构形成硬区和软区双峰力学区,具有较高的强度和可接受的塑性,其中抗压屈服强度和抗压塑性分别可达~745 MPa和~30%。高强度可以用混合、晶界强化和背应力的规律来解释,而可接受的塑性主要是由于纳米结构区域的约束作用延缓了脆性断裂行为。     

丝材3D打印2024/7055铝合金梯度结构组织与性能分析

大型高强度轻质铝合金整体结构件在航空航天装备结构中应用广泛。为充分发挥不同材料的性能优势,可将两种以上的铝合金材料通过增材制造技术整体成型,从而制造出兼顾功能与减重要求的整体梯度结构件。为此,提出了一种多丝材电弧增材制造铝合金梯度结构件的制备方法,实现了航空结构常用的2024/7055铝合金梯度结构的3D打印,并对梯度结构进行了宏/微观组织、气孔缺陷、过渡区元素含量以及力学性能等进行了全面的分析。研究结果表明：通过多丝材增材制造打印的2024/7055铝合金梯度结构连接良好、过渡区域连续;梯度区域两种材料的晶粒组成不同,2024铝合金由等轴晶粒组成,而7055由短柱状晶粒组成;气孔在空间分布中呈条状分布,并且两种合金Zn元素含量不同,导致力学性能差异较大;当材料组分占比为2024(25%)/7055(75%)时,力学性能最好,材料折损率最低。     

3D打印金属材料研究进展

3D打印技术是快速原型制造技术的一种,也被称为增材制造技术,被誉为"第三次工业革命"的核心技术,其中金属3D打印被认为是将来制造业的主导方向.金属粉末材料是金属打印的物质基础,同时也是3D打印技术发展的突破点.综述了3D打印金属粉体材料的研究现状,重点介绍了钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金和镁合金等5种金属粉体材料在3D打印技术中的应用,并对金属粉体材料的运用进行总结和展望.     

矿山巷道安全性检测3D打印辅助实现

本文将3D打印技术用于采区巷道系统性能的整体研究方面,减少了系统的不确定性因素,提升系统的安全系数,对防范瓦斯爆炸,改进矿井的通风效果,优化系统结构,使矿山开采规划更加科学化。此外,本文总结了3D打印巷道模型的具体步骤,为实现巷道安全检测提供了实测环境。     

3D打印技术及其应用进展研究

3D打印技术作为前沿、先导性的新兴技术，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加.本文主要对3D打印技术在模具加工和机械制造、航空航天和国防军工、生物医疗、建筑工程、教育教学等领域的应用进展进行综述.     

增材制造:印刷电子和3D打印技术

 增材制造作为智能制造的一部分已经被科研及工业界广泛关注。印刷电子和3D打印是两个典型的增材制造技术案例。在锁定增材制造的前提下,本文着重介绍了这两项技术的工艺发展历史和现状;通过对电子和光电器件的可印刷结构和性能的综述,引申出对增材制造工艺和功能性材料进一步优化的实际需求。这一生产工艺和材料系统的同时优化和创新将最大限度地发挥增材制造优势,从而促进应用市场的开发,加速中国制造2025的进程。     

4D打印:智能材料与结构增材制造技术的研究进展

4D打印技术是基于智能材料与结构的增材制造技术提出来的,4D打印制造的实体结构形状可以随外界环境发生变化。通过对形状记忆合金、形状记忆聚合物、压电材料、电致活性聚合物、光驱动型聚合物、水驱动结构等智能材料与结构的增材制造方法与驱动效果进行综合比较发现:直写打印成型具有适用性广的特点,单一智能材料的驱动性能有限;混合增材制造技术可以兼具多种智能材料的性能,拥有多种原位驱动模式,能够克服单一智能材料与结构的不足。文献综述表明:4D打印技术研究整体还处于实验室探索阶段;4D打印还需要在拓宽智能材料范围、开发打印软件、探索打印工艺、研究软材料打印方法、解决不同智能材料的兼容问题等方面展开深入研究,才能够在医疗、军事、航天等领域得到广泛应用。     

不同单胞形貌和承载方向下蜂窝结构吸能特性及防冲能力评估

为研究单胞形状和承载方向对蜂窝结构力学性能及失稳模式的影响,采用增材制造技术制备了不同蜂窝结构并进行了试验与动态仿真模拟。结果表明:蜂窝结构应力曲线呈四阶段变化趋势;单胞对角承载的六边形蜂窝结构拥有最高的平台应力以及总应变能密度;单胞的坍塌主要原因在于单胞的剪切变形,四边形蜂窝单胞在剪切变形同时胞壁发生严重的屈曲失稳;整体蜂窝结构的失稳模式为基于斜向或横向初始变形带的两类逐层坍塌模式;在大尺寸蜂窝结构仿真模拟中其防冲能力得到了评估,结构吸能值能达10⁵J,满足吸能防冲器要求。所得结论能为液压支架防冲吸能器的设计提供理论依据。     

蜂窝纸板动态缓冲特性及振动传递特性的试验研究

基于跌落冲击试验和振动试验，研究了4种不同厚度的蜂窝纸板的缓冲防振性能，获得了动态缓冲曲线的经验公式及其特征系数，振动传递率曲线的峰值频率、传递率及阻尼比，为蜂窝纸板在缓冲防振包装中的推广应用提供了基本数据．试验结果表明：蜂窝纸板的动态缓冲曲线呈凹谷状，开口向上，只有一个极小值点，冲击加速度波形近似于半正弦波，冲击作用时间较长，吸收的冲击能量较大，具有优良的动态缓冲特性；振动传递特性具有多模态性，有主次之分，对高频振动有显著的衰减性．     

多孔结构对Vero White型光敏树脂力学性能的影响

多孔结构设计是影响使用性能的主要因素之一,优化多孔结构是减少质量的重要途径.利用静力学仿真分析不同板材内部结构力学性能的变化规律及特点.采用以色列Objet Eden250光固化设备,对Vero White型光敏树脂进行不同结构光固化成型,利用AG-Xplus电子万能试验机测试了试样抗压性能,并与仿真结果对比.研究结果表明,多孔结构的抗压强度随着孔隙率的升高而降低,不同结构的多孔结构的抗压强度的变化范围在15～70 MPa.蜂窝状结构的性能优于六面体结构,六面体结构优于八面体结构.研究结果与理论结果基本一致,为多孔结构在增材制造的成功应用提供了理论依据和实验依据.     

针织物性能与接触舒适性的实验研究

研究纬编针织内衣织物的穿着接触舒适性．通过对１２种针织物的穿着对比实验以及物理机械性能与表面性能的测试，分析了影响人们穿着舒适性的各种因素．建立起了针织物穿着的主观感觉量与客观物理量之间的关系．     

扫描策略对激光增材制造铁基复合材料冶金缺陷控制、显微组织演变及力学性能的影响机制研究

Steel matrix composites (SMCs) reinforced with WC particles were fabricated via selective laser melting (SLM) by employing various laser scan strategies. A detailed relationship between the SLM strategies, defect formation, microstructural evolution, and mechanical properties of SMCs was established. The laser scan strategies can be manipulated to deliberately alter the thermal history of SMC during SLM processing. Particularly, the involved thermal cycling, which encompassed multiple layers, strongly affected the processing quality of SMCs. S-shaped scan sequence combined with interlayer offset and orthogonal stagger mode can effectively eliminate the metallurgical defects and retained austenite within the produced SMCs. However, due to large thermal stress, microcracks that were perpendicular to the building direction formed within the SMCs. By employing the checkerboard filling (CBF) hatching mode, the thermal stress arising during SLM can be significantly reduced, thus preventing the evolution of interlayer microcracks. The compressive properties of fabricated SMCs can be tailored at a high compressive strength (~3031.5 MPa) and fracture strain (~24.8%) by adopting the CBF hatching mode combined with the optimized scan sequence and stagger mode. This study demonstrates great feasibility in tuning the mechanical properties of SLM-fabricated SMCs without varying the set energy input, e.g., laser power and scanning speed.     

Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材的组织性能研究进展

Ti-6Al-4V钛合金具有密度低、高温下组织稳定、强度高的特点,被广泛应用于机翼翼梁、起落架支撑肋等航空工业关键零部件的制造。电弧熔丝增材技术研究始于20世纪80年代,该技术具有成型效率高、原材料利用率高、设备简单等优势。目前,学界对Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术开展了广泛研究并已取得一定成果。笔者综述了电弧熔丝增材制造技术的发展历史及研究热点,并整合了国内外Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术的最新研究及应用情况,对电弧熔丝增材制造Ti-6Al-4V合金的组织性能特性及调控工艺进行了总结与展望。     

3D激光沉积增材制造TC4高应变率动态力学行为及本构关系研究

通过对3D激光沉积TC4在较宽温度（298~1 073 K）和应变率范围（0.001~5 000 s^-1）内的单轴压缩试验,系统研究了该材料的塑性流动行为,分析了材料的微观组织特性及其变形断裂微观机制.结果表明材料在压缩载荷下具有明显的应变率硬化和温度软化效应.在压缩加载条件下,材料的破坏模式为绝热剪切带的萌生和拓展,而初始缺陷成为诱导剪切带形成的主要原因.3D激光沉积TC4材料屈服强度与铸造TC4接近,略低于传统锻造TC4.文中基于位错动力学热激活理论建立了可以较好描述材料在不同温度不同应变率下的塑性流动行为物理概念的本构模型.     

钠钡铝磷酸盐玻璃的结构与性质

研究摩尔组成为16 7Na2O·27 8BaO·xAl2O3·( 55 5 -x)P2O5 (x=0, 2 8,5 6, 8 4, 11 1)并掺Nd2O3 的磷酸盐玻璃的密度、分子体积、折射率、玻璃化温度Tg、软化温度Tf、热膨胀系数和化学稳定性与Al2O3 含量的关系,并用红外光谱研究玻璃的结构.研究结果发现,玻璃的密度、折射率、Tg、Tf随Al2O3 含量的增加而增大,分子体积和热膨胀系数随Al2O3 含量的增加而变小,化学稳定性则随之增加逐渐提高.这表明铝离子的引入增强了玻璃内部网链的连接,从而改善了磷酸盐玻璃的物化性质.红外光谱分析表明,P—O—Al吸收峰的变化和玻璃性能的改善是一致的.     

增减材复合制造WC颗粒增强316L不锈钢材料组织性能

基于自主研发的增减材复合工艺技术与装备,探索了激光功率和WC颗粒质量分数对316L不锈钢复合材料致密度、组织演变和表面耐磨性能的影响规律.结果表明:随着WC质量分数的增加,试样致密度呈现先升高后降低的趋势,而硬度和耐磨性能均逐渐提高,过多的WC颗粒会使工件内部产生热裂纹,同时降低了工件的表面质量;当激光功率由270W提高到330W时粉末充分熔化,凝固后未熔合缺陷明显减少.当WC颗粒质量分数为5%、激光功率为330W时,增材件的致密度最高达到99.6%;相比未添加WC颗粒的工件,力学性能、耐磨性能和表面质量等指标均有明显提高.     

中国制造业企业国际化与经营绩效关系的经验研究

应用2008年制造业上市公司样本,考察中国制造业企业国际化与经营绩效的关系.在有效控制了管理层特征、国有经济比重、企业规模和经营风险等变量后,研究发现制造业上市公司整体上国际化程度对于绩效有微弱的正向影响.但如果分别从深度和广度独立核算国际化程度时,研究发现国际化深度对国际化绩效影响不显著,但国际化广度对国际化经营绩效存在显著正向影响.这说明通过拓展海外市场范围,从生产过程中的规模经济和销售中的范围经济获得竞争优势的国际化扩张模式仍是当前制造业企业国际化路径的现实选择.产权结构对于国际化绩效的负向影响和管理层持股的正向影响也为国有控股企业提升国际化绩效提出一个解决思路.