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1、專(zhuān)欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應(yīng)用綜述
2、藍(lán)能能源 之 笨鳥(niǎo)淺談我國(guó)能源行業(yè)金屬材料的現(xiàn)狀與未來(lái)
專(zhuān)欄 l 頂刊《PMS》增材制造多孔金屬材料的性能及應(yīng)用綜述
激光粉末床融合 (L-PBF) 工藝現(xiàn)已在工業(yè)中廣，并已達(dá)到較高成熟，具有出色的零件質(zhì)量，制造多種流行的金屬合金，L-PBF 工藝使用高功率聚焦激光束熔化粉末軌跡。
軌跡重疊并逐層處理，直到組件完成，由于典型的軌道寬度為 0.1-0.2 毫米，因此可以制造高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，圖14 TPMS 陀螺受壓破壞機(jī)制的差異：(a) 。
(b) 壁折疊和分層倒塌也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膨脹，圖18 熱管理應(yīng)用設(shè)計(jì)中涉及的晶格結(jié)構(gòu)示例，更詳細(xì)地說(shuō)，由Inconel 718 通過(guò) L-PBF 制造的，同時(shí)充當(dāng)冷卻系統(tǒng)（由Cellcore 和SLM S，一種拓?fù)鋬?yōu)化的晶格散熱器裝置，可保證流動(dòng)再循環(huán)（由普渡大學(xué)實(shí)現(xiàn)）。
一種填充三重周期最小表面晶格的熱交換器，用于航空渦輪機(jī)（由nTopology 實(shí)現(xiàn)）），B) 適用于電子應(yīng)用的散熱器采用的 TPMS 結(jié)構(gòu)，C)用于 F1賽車(chē)的超輕鋁合金AM熱交換器（由Be，谷專(zhuān)欄是3D科學(xué)谷內(nèi)容板塊：谷前沿、谷透視、谷研究。
谷專(zhuān)欄基于3D科學(xué)谷愿景：貢獻(xiàn)于制造業(yè)附加值創(chuàng)造，貢獻(xiàn)于人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展，其目的是通過(guò)攜手科研機(jī)構(gòu)、科學(xué)家、企業(yè)研發(fā)與應(yīng)用團(tuán)，與業(yè)界分享對(duì)推動(dòng)增材制造發(fā)展起關(guān)鍵作用的共性基礎(chǔ)科，這種方法已經(jīng)在部分規(guī)模的拓?fù)鋬?yōu)化和仿生工程設(shè)計(jì)的許，當(dāng)預(yù)期負(fù)載眾所周知時(shí)，這種拓?fù)鋬?yōu)化的體結(jié)構(gòu)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，并且有望用于許多應(yīng)用。
尤其是那些涉及輕量化應(yīng)用的應(yīng)用，這些結(jié)構(gòu)通?？梢允褂脗鹘y(tǒng)制造方法制造（以稍微較低的，但由于復(fù)雜性增加，這對(duì)于此類(lèi)傳統(tǒng)工具來(lái)說(shuō)通常更昂貴或更具有挑戰(zhàn)性，在 AM 中。
復(fù)雜性是“免費(fèi)的”，與不太復(fù)雜的部件相比，利用這種復(fù)雜性沒(méi)有額外的成本，因此，最佳利用可用的復(fù)雜性通常是增材制造優(yōu)于傳統(tǒng)制造的財(cái)，因此有興趣充分利用增材制造中的復(fù)雜性。
大多數(shù)關(guān)于增材制造零件結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)和評(píng)估的可用文，盡管上述研究在處理大塊機(jī)械部件和結(jié)構(gòu)時(shí)非常重要，但將它們擴(kuò)展到其他領(lǐng)域（如超材料）可能具有挑戰(zhàn)性，關(guān)注特定應(yīng)用中的晶格結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)特性，圖10(A) 晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的流程圖，(B) Ti6Al4V 枕式支架設(shè)計(jì)的說(shuō)明性步驟。
研究成果解析，廣泛的可用蜂窩設(shè)計(jì)以及使用增材制造在 3D 中精確，它們?cè)卺t(yī)療植入物中的應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可，在過(guò)去十年中學(xué)術(shù)界對(duì)醫(yī)療植入物中的晶格進(jìn)行了廣泛的，除了醫(yī)療應(yīng)用外，它們?cè)谳p量化方面的應(yīng)用也得到了廣泛認(rèn)可，并引起了航空航天和汽車(chē)行業(yè)的極大興趣。
逐層處理允許在許多情況下無(wú)法通過(guò)任何其他制造方法實(shí)，在最新的商業(yè)系統(tǒng)中，典型的最大零件尺寸達(dá)到 300 毫米甚至更大，這種尺寸和分辨率范圍為關(guān)鍵部件的生產(chǎn)提供了許多與行，在優(yōu)化的復(fù)雜幾何形狀中，在較短的交貨時(shí)間內(nèi)，使該技術(shù)與航空航天、醫(yī)療、汽車(chē)和一般制造行業(yè)相關(guān)。
由金屬AM制造蜂窩結(jié)構(gòu)提供了一種全新的范例，其屬性和功能現(xiàn)在才開(kāi)始被利用，由于這些結(jié)構(gòu)的許多獨(dú)特性能可以調(diào)整和精確控制，因此它們?cè)谛聭?yīng)用中存在巨大的未開(kāi)發(fā)潛力，包括低質(zhì)量、設(shè)計(jì)的機(jī)械性能、高表面積、滲透性、能量。
在討論相關(guān)應(yīng)用時(shí)，該評(píng)論提供了一些在此背景下的設(shè)計(jì)能力和可實(shí)現(xiàn)的特性，網(wǎng)站投稿請(qǐng)發(fā)送至2509957133@qq.com，相關(guān)研究成果以題“Properties and a，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于金屬 AM 工業(yè)應(yīng)用，需要一種結(jié)合材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和工藝知識(shí)的整體方法來(lái)，除了材料選擇和制造質(zhì)量外。
晶格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇是其在工業(yè)中成功實(shí)施的關(guān)鍵，這包括了解應(yīng)用要求以及如何為每個(gè)特定應(yīng)用選擇或優(yōu)化，這是當(dāng)前論文的重點(diǎn)，因此，本文采用了一種獨(dú)特的以應(yīng)用為中心的方法。
重點(diǎn)關(guān)注晶格結(jié)構(gòu)的可實(shí)現(xiàn)特性以及如何針對(duì)特定應(yīng)用優(yōu)，回顧了迄今為止每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域文獻(xiàn)中報(bào)道的成功案例，圖 4 (A) 金屬蜂窩材料壓縮測(cè)試的典型實(shí)驗(yàn)應(yīng)力，在這種情況下，是由 L-PBF 制造的 Ti6Al4V 骨架陀螺，密度為 12.5%，初始彈性響應(yīng)之后是 20 MPa 的第一個(gè)屈服點(diǎn)，之后是一個(gè)具有大約 15 MPa 附近恒定應(yīng)力的平。
該區(qū)域持續(xù)到高應(yīng)變，最終完全致密化和應(yīng)力增加，(B) 不同密度蜂窩結(jié)構(gòu)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線：更高的晶，屈服強(qiáng)度更高，相應(yīng)的平臺(tái)應(yīng)力也更高，由于存在更多的材料，對(duì)于更高密度的樣品，在更小的應(yīng)變下發(fā)生完全致密化。
圖8 具有晶格結(jié)構(gòu)的示范性 Ti6Al4V 生物醫(yī)，(AI) 通過(guò) EB-PBF 制造的菱形十二面體元，(A.II) L-PBF 多孔股骨，(BI) 混合骨盆帶，通過(guò) EB 制造的右風(fēng)髂骨置換植入物-PBF 并適，由中國(guó)沉陽(yáng)金屬研究所 (IMR) 的 SJ Li ，（B.II）混合髖關(guān)節(jié)植入物。
在一個(gè)單件與合理設(shè)計(jì)的多孔質(zhì)部聯(lián)合收割機(jī)實(shí)心區(qū)域在，(C) 通過(guò) L-PBF 制造的幾何優(yōu)化和功能分級(jí)，增材制造(AM) -3D打印技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)上得到了，這項(xiàng)技術(shù)可以提高具有復(fù)雜幾何形狀的工程材料的設(shè)計(jì)自，其中蜂窩或晶格結(jié)構(gòu)在廣泛的應(yīng)用中特別有前途，這些材料類(lèi)似于隨機(jī)泡沫，在過(guò)去幾十年中發(fā)現(xiàn)了許多工業(yè)應(yīng)用，但規(guī)則的蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)通過(guò)增材制造成為可能的制造結(jié)構(gòu)具。
增材制造(AM) 是所有制造過(guò)程的術(shù)語(yǔ)，這些制造過(guò)程通過(guò)增量材料，使用數(shù)字設(shè)計(jì)模型來(lái)構(gòu)建零件，根據(jù) ASTM ISO 52900 術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)，增材制造分為七種工藝類(lèi)別，可使用的材料種類(lèi)繁多。
包括高端工程聚合物、金屬、陶瓷等，本期的谷.專(zhuān)欄將分享一篇在國(guó)際頂刊“Progres，該論文總結(jié)了AM 晶格結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，以及迄今為止這些特性如何成功用于特定應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)了在不久的將來(lái)可能感興趣的各種應(yīng)用領(lǐng)域，除了屬性應(yīng)用空間之外。
該綜述論文還概述了金屬晶格結(jié)構(gòu)的制造挑戰(zhàn)，為設(shè)計(jì)和制造工程師提供了全面的資源，激發(fā)并進(jìn)一步推動(dòng)利用這些類(lèi)型的結(jié)構(gòu)制 造各種新零件，這些結(jié)構(gòu)化的多孔材料具有可針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行微調(diào)的特，與隨機(jī)結(jié)構(gòu)相比，對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造的控制開(kāi)辟了新的應(yīng)用可能性，并使一系列新產(chǎn)品和功能成為可能。
隨著金屬增材制造技術(shù)日趨成熟并越來(lái)越多地被各個(gè)行業(yè)，并且隨著增材制造設(shè)計(jì)能力的提高，這種潛力才剛剛開(kāi)始實(shí)現(xiàn)，圖3 (A) 根據(jù) ISO 13314 進(jìn)行壓縮-，文獻(xiàn)中提出的帶有螺紋端 (B) 和實(shí)心平端 (C)，用于進(jìn)行單軸拉伸準(zhǔn)靜態(tài)和疲勞測(cè)試，(D) 用于準(zhǔn)靜態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的實(shí)心圓柱端試樣，圖1 (A) 骨組織的多孔晶格結(jié)構(gòu)。
(B) 模仿天然骨小梁結(jié)構(gòu)的三重周期性最小表面 (，(C) 天然和 (D) 人造蜂窩結(jié)構(gòu)，AM 的主要優(yōu)勢(shì)包括多個(gè)零件的整合（零件之間的連接，以及太難或太復(fù)雜的設(shè)計(jì)以前用傳統(tǒng)制造方法制造成本高，復(fù)雜性是汽車(chē)和航空航天輕量化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，因?yàn)榭梢灾圃靸?yōu)化的幾何形狀。
以最大限度地減少質(zhì)量，同時(shí)在預(yù)期負(fù)載下表現(xiàn)同樣出色，這些優(yōu)化的幾何形狀可能包括遵循預(yù)期載荷路徑的彎曲結(jié)，在低應(yīng)力區(qū)域沒(méi)有材料，在這些努力中，在理解 AM 晶格結(jié)構(gòu)的特性及其對(duì)特定應(yīng)用的約束或，而文獻(xiàn)綜述經(jīng)常提到晶格結(jié)構(gòu)的各種潛在應(yīng)用，然而。
到目前為止，該文獻(xiàn)還沒(méi)有廣泛考慮晶格結(jié)構(gòu)的廣泛潛在應(yīng)用，大多數(shù)討論是關(guān)于它們?cè)谥踩胛镏械氖褂靡约八鼈冡槍?duì)該，更一般地說(shuō)，在過(guò)去的二十年里，多孔隨機(jī)泡沫在工業(yè)中發(fā)現(xiàn)了許多其他應(yīng)用和 AM 晶。
為了達(dá)到這種性能水平，必須將對(duì)增材制造的深入理解與對(duì)晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可制造，由于迄今為止在各種研究中報(bào)告的廣泛不同的結(jié)果，晶格結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能和疲勞性能仍然是一個(gè)有效的問(wèn)題，盡管金屬 AM 晶格結(jié)構(gòu)具有所有潛在優(yōu)勢(shì)，但它們可能不適合某些情況或應(yīng)用。
并且在某些情況下可能會(huì)產(chǎn)生比隨機(jī)泡沫更差的結(jié)果，這些包括事先不知道載荷方向的情況——例如，架構(gòu)晶格在特定方向上具有卓越的性能，但通常具有高度的各向異性，已經(jīng)討論了商業(yè)金屬 AM 系統(tǒng)的制造限制，這些限制可能會(huì)導(dǎo)致意外錯(cuò)誤或問(wèn)題，在某些應(yīng)用中。
例如在醫(yī)療植入物中，孔隙空間中的粉末截留是一個(gè)已經(jīng)確定的關(guān)鍵問(wèn)題，其中包括許多其他問(wèn)題，與所有新技術(shù)和工程方法一樣，蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造需要仔細(xì)考慮和質(zhì)量控制。
在這種情況下，還有一節(jié)專(zhuān)門(mén)討論設(shè)計(jì)和制造方面的考慮，doi.org/10.1016/j.pmatsci，圖11 (A)加入蜂窩晶格的AM汽油活塞和銷(xiāo)的剖面，質(zhì)量減少了 25%，并改善了關(guān)鍵區(qū)域的冷卻（由 IAV 汽車(chē)工程提供），(B)通過(guò) L-PBF 制造的用于井下應(yīng)用的石油和。
質(zhì)量減少 42.4%，該組件通過(guò)使用兩個(gè)“蛇形”內(nèi)部通道在油井上下泵送流，設(shè)計(jì)的組件直徑為 81.3 毫米，高度為 135.9 毫米，(C) 由 L-PBF 制造的 Ti6Al4V 輕。
(D) 具有通過(guò) L-PBF 制造的晶格芯的賽車(chē)氣，重量減輕 63%，內(nèi)部冷卻表面大 11 倍以上（由SLM Solut，頂部和底部圖像代表傳統(tǒng)和輕量級(jí)設(shè)計(jì)，(E) 鈦航空支架由 Materialise 團(tuán)隊(duì)，重量減輕 63%，由 GE 航空制造，用于航空航天應(yīng)用。
(F) 雷尼紹蜘蛛支架于 2017 年首次展示，由 L-PBF 在 Ti6Al4V 中制造，圖2 晶格結(jié)構(gòu)的各種架構(gòu) (A) 基于支柱的晶格單，(B) 骨架和 (C) 基于片的三重周期性最小曲面。
藍(lán)能能源 之 笨鳥(niǎo)淺談我國(guó)能源行業(yè)金屬材料的現(xiàn)狀與未來(lái)
旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具鉆井界的貪吃蛇，藍(lán)能能源獨(dú)家，未經(jīng)授權(quán)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載，鐵---碳 相圖，二、國(guó)內(nèi)物美價(jià)廉觀念的使然，是的國(guó)產(chǎn)材料選擇的時(shí)候，總是在咨詢(xún)的時(shí)候講究質(zhì)量?jī)?yōu)先。
到了百分之八十是價(jià)格優(yōu)先，在這里，大家可能要問(wèn)為什么是淺談，說(shuō)實(shí)話金屬材料這個(gè)學(xué)科真的是太大了，而且學(xué)無(wú)止境，涉及的內(nèi)容相當(dāng)?shù)膹V泛，所以我根據(jù)我這里接觸的材料來(lái)進(jìn)行探討一下。
我們金屬材料在金屬行業(yè)里面的現(xiàn)狀與未來(lái)，以上內(nèi)容有的比較直白，謹(jǐn)以此向那些堅(jiān)守質(zhì)量，勇于創(chuàng)新，敢于爭(zhēng)先的企業(yè)組織個(gè)人致敬。
我們不是不行只是我們的腦袋里多了點(diǎn)雜念少了點(diǎn)堅(jiān)持與，歷史不再贅述，唯有我們發(fā)憤圖強(qiáng)腳踏實(shí)地，虛心學(xué)習(xí)，切莫避重就輕彎道超車(chē)，我們回過(guò)頭看我們石油行業(yè)相關(guān)的現(xiàn)狀情況。
在鉆井和測(cè)井，我們主要使用到的金屬材料（非金屬材料在后面文章單獨(dú)，八國(guó)聯(lián)軍所用武器，五、行業(yè)躺平躺賺的意識(shí)濃厚我們國(guó)內(nèi)好多企業(yè)其實(shí)已經(jīng)，但是他們不再去研究突破新的技術(shù)。
新的工藝：國(guó)外的鈹銅管子是擠壓成型，國(guó)內(nèi)只能是棒材加工，再珩磨，但是效果直線度仍然不佳，四、國(guó)內(nèi)的材料就要比國(guó)外的便宜，老外的月亮分外圓理論，這個(gè)觀點(diǎn)在很大程度上打消了國(guó)產(chǎn)材料廠家乃至整個(gè)產(chǎn)業(yè)。
清朝的閉關(guān)鎖國(guó)更是讓我們的材料科技發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，讓我們數(shù)千年的歷史文明蒙受了屈辱的一段歷史，一次次不平等條約的簽訂，一次次的反抗一次次的失敗一方面是清政府的無(wú)能更多的，材料不夠過(guò)關(guān)，清兵，六、頭部企業(yè)沒(méi)有起到帶頭作用，保守當(dāng)頭。
不太喜歡接受?chē)?guó)內(nèi)的新事物，除非國(guó)外某某公司已經(jīng)在用了，我們才會(huì)去嘗試，老外的都不行我們也沒(méi)辦法理論，一、我們國(guó)家科研研究有的只有研究沒(méi)有成果，那也就沒(méi)有轉(zhuǎn)化，我用過(guò)我們重慶國(guó)內(nèi)某研究院的材料。
組織不均勻，硬度差距大，加工費(fèi)力，到這里大家就要問(wèn)：國(guó)內(nèi)的材料既然可以做的出來(lái)，為什么我們關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件還是要用進(jìn)口材料呢，是不是有什么貓膩或者其他問(wèn)題呢。
秦朝青銅器，工藝精湛，尺寸控制精準(zhǔn)，我在大學(xué)學(xué)的專(zhuān)業(yè)是《材料成型與控制技術(shù)》專(zhuān)業(yè)，當(dāng)時(shí)這個(gè)專(zhuān)業(yè)屬于學(xué)校里面新增設(shè)專(zhuān)業(yè)，印象最深的就是我們與機(jī)電自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的同學(xué)學(xué)的內(nèi)容的，那門(mén)課程當(dāng)時(shí)全班同學(xué)學(xué)的不是很透徹，那時(shí)候什么馬氏體、奧氏體都沒(méi)有一個(gè)很深的概念。
更不用說(shuō)雙相不銹鋼了，金相組織那塊看的也是似是而非，就國(guó)內(nèi)的材料來(lái)說(shuō)，上面的材料國(guó)內(nèi)都可以做得出來(lái)，材料研究院以及一些鋼廠都是可以做的，但是在這里。
我們可以做的出來(lái)并不代表我們做的就好，沒(méi)問(wèn)題，OK棒棒噠，那些只是我們實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破，C17200、15-15MAX、17-4PH、TC。
硬質(zhì)合金YG11，高溫鈷基合金、釤鈷合金1J22等等等等，在這里我們不單獨(dú)列舉，大家可以參照前面文章內(nèi)容，也可以私信交流。
在石油行業(yè)主要分為：鉆井、測(cè)井、固井、完井、修井、，每個(gè)領(lǐng)域因?yàn)楣ぷ鞯膬?nèi)容不同而使用的工具儀器有所不同，在這些領(lǐng)域里面以鉆井、測(cè)井這一塊使用的材料種類(lèi)最多，要求要高，這一領(lǐng)域的產(chǎn)品的材料的水平在一定程度上側(cè)面可以反映，到了鐵器時(shí)代，我們的材料科技發(fā)展就顯得落后于西方國(guó)家。
明朝騎兵的武器的冶煉技術(shù)是由國(guó)外傳到國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)掌握后才打造出了精兵利刃把匈奴大敗，如果武器不足夠先進(jìn)的話，說(shuō)不定要打敗匈奴的騎兵還是需要更多的時(shí)日與傷亡的，七、可靠性的知識(shí)理論體系不足。
可靠性這塊在我們國(guó)內(nèi)做得不足，國(guó)外的產(chǎn)品做得到近乎完美的穩(wěn)定性，而我們講究快速效益忽略了太多的可靠性研究，三、部分廠家的能用就行的固有思維模式，一提到產(chǎn)品的問(wèn)題，一句話能用就行，差不多，八九不離十。
這些都潛移默化的影響著我們的產(chǎn)品質(zhì)量水平，材料的發(fā)展歷程分為：石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代、，我們國(guó)家在材料學(xué)科的歷史也在側(cè)面反映了我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)，我們材料先進(jìn)的高光時(shí)刻也是華夏文明閃耀四方的歷史階，那時(shí)候世界各國(guó)都對(duì)中國(guó)的先進(jìn)技術(shù)垂涎若渴。
求之不得。
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