随着工业界对产品综合性能要求的进一步提升,流道、拓扑等更加轻量化的零件设计理念开始崭露头角。然而目前镁合金的成形方式依然主要采用传统的铸造、粉末冶金和塑性成形等,这些传统的加工工艺难以对一体化构件内部进行加工,无法在部件内部构建精细流道结构或拓扑结构,限制镁合金发挥轻量化的优势与复杂结构件成型的潜力。在此情况下,增材制造突破了传统制造的限制,具有、高设计自由度、高利用率与节能等特点。通过对工艺参数的设计,可以调控合金微观结构和性能,大化实现合金材料的形性协同设计能力,净成形制备出传统制造无法实现的复杂结构产品,扩大镁合金在生物医用、汽车、消费电子等领域的应用。
选区激光熔化技术(SLM)采用激光作为热源对金属粉末逐层扫描来获得设计的金属零件,适用于制造小体积,结构复杂,对精度要求较高的零件。激光能量密度较高,斑点中心温度远镁合金沸点,在成形过程中常发生镁合金蒸发和元素烧损。另外,实验结果容易受各种条件(粉末形状及尺寸、实验系统、环境)影响,工艺窗口狭窄,参数选择不当会导致成形表面质量较差,出现球化和蒸发等缺陷。
近年来,镁合金的增材制造受到材料界越来越多的重视,增材制造突破了传统制造的限制,具有、高设计自由度、高利用率与节能等特点。通过对工艺参数的设计,可以调控合金微观结构和性能,大化实现合金材料的形性协同设计能力,净成形制备出传统制造无法实现的复杂结构产品,扩大镁合金在生物医用、汽车、消费电子等领域的应用。然而,要进一步发展镁合金的增材制造技术,还需要克服许多困难,如增材制造镁合金产品延展性相对较差、产品一致性不足以及原材料镁粉的安全与成本等问题。
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