鎂基復合材料增材制造研究進展及前景展望
時間：2024-03-29 09:52 來源：WAAM電弧增材 作者：admin 閱讀：次
一、研究背景
增材制造（AM）具有制造周期短、材料利用率高、設計自由度高、機械性能優良、制造復雜結構部件的能力等優點。結合鎂基復合材料（MMCs）的高剛度、高強度性能以及AM形成高性能復雜結構件的技術優勢，制備的增材制造鎂基復合材料（AM MMCs）在汽車、航空、消費電子、生物醫藥等高新技術工業領域具有巨大的潛在優勢和廣泛的應用前景。雖然鎂合金相比其他金屬具備許多優勢，被廣泛認為是21世紀最理想的綠色材料，但也有許多瓶頸阻礙了其進一步應用。在實際應用中，鎂合金的進一步應用需要克服許多困難。為了滿足制造業對輕質、高性能金屬組件的迫切需求，擴大鎂基復合材料的應用范圍，迫切需要開發出更先進、更有效、更簡單的制備高性能MMCs的方法。為此，北京航空航天大學王華明院士團隊張成行副研究員和李卓副研究員等人在材料（鎂合金）領域專業學術期刊Journal of Magnesium and Alloys（中科院一區TOP, IF: 17.6)發表了題為“Additive manufacturing of magnesium matrix composites: Comprehensive review of recent progress and research perspectives”的研究成果，主要回顧了近年來增材制造鎂基復合材料的研究進展，以填補增材制造鎂基復合材料領域的空白。同時，也揭示了AM MMCs在目前和未來各個領域的應用潛力、發展趨勢以及未來的研究思路，無疑，這項工作將給AM MMCs領域的研究人員提供幫助，為今后增材制造鎂基復合材料的研究方向提出了具體建議。
二、論文圖片
增材制造（AM）具有制造周期短、材料利用率高、設計自由度高、機械性能優良、制造復雜結構部件的能力等優點。結合鎂基復合材料（MMCs）的高剛度、高強度性能以及AM形成高性能復雜結構件的技術優勢，制備的增材制造鎂基復合材料（AM MMCs）在汽車、航空、消費電子、生物醫藥等高新技術工業領域具有巨大的潛在優勢和廣泛的應用前景。雖然鎂合金相比其他金屬具備許多優勢，被廣泛認為是21世紀最理想的綠色材料，但也有許多瓶頸阻礙了其進一步應用。在實際應用中，鎂合金的進一步應用需要克服許多困難。為了滿足制造業對輕質、高性能金屬組件的迫切需求，擴大鎂基復合材料的應用范圍，迫切需要開發出更先進、更有效、更簡單的制備高性能MMCs的方法。為此，北京航空航天大學王華明院士團隊張成行副研究員和李卓副研究員等人在材料（鎂合金）領域專業學術期刊Journal of Magnesium and Alloys（中科院一區TOP, IF: 17.6)發表了題為“Additive manufacturing of magnesium matrix composites: Comprehensive review of recent progress and research perspectives”的研究成果，主要回顧了近年來增材制造鎂基復合材料的研究進展，以填補增材制造鎂基復合材料領域的空白。同時，也揭示了AM MMCs在目前和未來各個領域的應用潛力、發展趨勢以及未來的研究思路，無疑，這項工作將給AM MMCs領域的研究人員提供幫助，為今后增材制造鎂基復合材料的研究方向提出了具體建議。
二、論文圖片
圖1 復合材料的微觀結構示意圖
圖2 增材制造的設計和制造工藝概述
圖3 圖表表明，由于不需要修改硬件和工具，生產少量的高度復雜的零件比注射模塑更經濟
圖4 (a)類別和(b)行業，2013-2019年增材制造行業(c)市場規模和(d)2019-2029年汽車生產收入
圖5 增材制造技術的類型
圖6 PBF和DED技術的示意圖
圖7 金屬增材制造中多尺度、多物理現象的耦合過程示意圖
圖8 SLM期間的Balling(球狀）效應：(a) 100 mm/s、(b) 200 mm/s、(c) 300 mm/s和(d) 400 mm/s
圖9 (a)孔隙度和（b-d）融合差（熔融未熔化的粉末顆粒）
圖10（a-b）熔池中熱狀態的數值模擬和（c-d）在激光增材制造過程中，合金元素的蒸氣壓和汽化速率作為溫度的函數的示意圖
(責任編輯：admin)
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