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  • 01-07
    2019
    金屬3D打印粉末設計規則
    摘要:

    隨著3D打印金屬的需求越來越多,魔猴網感覺急需普及金屬3D打印如何設計——大眾對于金屬3D打印還存在著這樣或者那樣的誤解,在介紹金屬3D打印粉末設計規則前,還有個問題需要和大家明確下,在談金屬3D打印生產的時候,不是替代生產已有部件,這是大眾最常見的誤解之一,生產已有的部件,可以說絕大多數情況金屬3D打印不占優勢;不管是機加工,鑄造,鈑金和焊接,傳統的工藝都非常成熟,可以由傳統工藝乘除的


    隨著3D打印金屬的需求越來越多,魔猴網感覺急需普及金屬3D打印如何設計——大眾對于金屬3D打印還存在著這樣或者那樣的誤解,在介紹金屬3D打印粉末設計規則前,還有個問題需要和大家明確下,在談金屬3D打印生產的時候,不是替代生產已有部件,這是大眾最常見的誤解之一,生產已有的部件,可以說絕大多數情況金屬3D打印不占優勢;不管是機加工,鑄造,鈑金和焊接,傳統的工藝都非常成熟,可以由傳統工藝乘除的傳統部件,無論成本還是效率,金屬3D打印不占優勢

    金屬3D打印粉末就是通過金屬3D打印設計來達到綜合成本降低的目的。通過金屬3D打印要達到四大目的:減少零件的個數; 減輕重量;減少裝配;制作高復雜零件,通過這“三減一高”來達到降低綜合成本的目的;

    金屬3D打印的具體要求:

    1、最小細節特征

    最小細節特征不小于0.15mm,也就是說小于0.15mm的特征、細節,有可能會被忽略,表現不出來。比方說一個0.1的卡槽,盡管最小光斑可以小于0.15mm,由于細節是有特征的,特征有可能被忽略;

    2、最小壁厚

    最小壁厚可以達到0.2mm,但建議不要小于0.5mm, 最小壁厚還跟物品的結構,還跟物品的高度和壁厚的比值有關,一般來講這個比值不要超過40,超過40就有可能發生走形的情況;

    3、表面光潔度

    表面的粗糙程度,光滑程度和三個因素有關:

    A、打印材料;

    B、建造參數;

    C、零件擺放方向;

    在不同的打印情況下,表面粗糙度的情況,設備,形狀,擺放等等,都對表面有影響,總體來說垂直比傾斜表面好,傾斜上表面好于下表面。

    4、橋接結構

    橋接結構所允許的距離大約是2mm,還是比較小的。

    8、其他設計技巧

    金屬3D打印非常適合打印網格狀的結構,這些網格狀的結構,很適合做內支撐,既能減重,強度還能保留;

    要考慮打印完畢后支撐的去取和粉末的去除,要留出支撐和粉末去除的入口,不能打完了支撐被永久封到了內部。



    總結來說,金屬3D打印開啟了全新的設計選項,解放了設計的自由度,讓更多的設計可能變為了現實。但是,金屬3D打印粉末不會取代傳統的制造方式,各有所長,互為補充。了解金屬3D打印的規范,才能最大程度得到金屬3D打印的好處

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    01-07
    2019
    CoCr粉末噴涂層表面的疏水性與摩擦學性能

    摘要:

    非常規能源勘探開發技術中,迫切需要提高PDC鉆頭的防泥包性能和耐磨性能。超音速火焰噴涂技術制備的CoCr粉末金屬陶瓷涂層具備優異的耐磨、耐蝕性能和良好的結合強度,適于對PDC鉆頭鋼體進行強化,但需要提高其表面的疏水性能從而改善泥包問題。本研究利用超音速火焰噴涂制備了厚度為200μm的CoCr金屬陶瓷涂層,采用砂紙研磨來改變表面粗糙度以及激光表面織構的方法對涂層表面進行改性,用掃描電子顯微


    非常規能源勘探開發技術中,迫切需要提高PDC鉆頭的防泥包性能和耐磨性能。超音速火焰噴涂技術制備的CoCr粉末金屬陶瓷涂層具備優異的耐磨、耐蝕性能和良好的結合強度,適于對PDC鉆頭鋼體進行強化,但需要提高其表面的疏水性能從而改善泥包問題。本研究利用超音速火焰噴涂制備了厚度為200μm的CoCr金屬陶瓷涂層,采用砂紙研磨來改變表面粗糙度以及激光表面織構的方法對涂層表面進行改性,用掃描電子顯微鏡表征原始涂層的橫截面形貌,白光形貌儀表征織構化涂層的三維形貌。通過接觸角測試和摩擦實驗測試其疏水性及摩擦學性能。

    主要研究成果包括:

    (1)增大表面粗糙度可提高表面的疏水性。接觸角CA與粗糙度Sa呈現正比關系,涂層表面發生了從親水性到疏水性的轉變。泥漿潤滑摩擦實驗結果表明,表面粗糙度的增大會導致摩擦系數增大,磨損體積略有減小,但總體差別不明顯。在摩擦過程中主要發生粘著磨損,同時伴隨著氧化。

    (2)經過激光織構處理的表面疏水性能均明顯提高,間距100μm的網格織構接觸角最大,在干摩擦下的具有明顯的減摩作用??棙嫺采w率R隨著織構間距的減小而增加,CA值隨織構覆蓋率增加而增大。CA值的增加是由于表面形貌和化學組分變化的共同作用所致。干摩擦下每種織構的摩擦系數隨著間距增加而增加,相同間距的網格,溝槽和凹坑的摩擦系數依次增加。在泥漿潤滑條件下,三種織構的摩擦系數均高于原始表面。干摩擦下的磨損機理主要是粘著磨損和氧化磨損。在泥漿潤滑下,織構表面主要發生三體磨損。

    (3)氟硅烷修飾過的CoCr粉末金屬陶瓷涂層表面均表現出了良好的疏水性及減摩性能。接觸角隨著織構覆蓋率的增大而增大,并且改性后的接觸角全都表現出疏水性,間距40μm,寬度100μm的織構與去離子水和鉆井液的接觸角最大,分別達到138.22°和125.5°。去離子水與改性織構表面的接觸角結果與Cassie模型的理論值θc非常接近。泥漿潤滑摩擦實驗結果表明,在織構寬度或間距相同時,織構覆蓋率越大,摩擦系數越小,且織構表面的摩擦系數基本小于拋光涂層表面。但是織構覆蓋率增大,磨損體積也相應增加。

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    01-07
    2019
    鈷基球形粉末的用途
    摘要: 合金粉末粉很多種,有鎳基,鈷基,鐵基,碳化鎢等等,還有國產的合金粉末與進口的合金粉末,價格也不一樣。國內有很多家生產合金粉末的廠,采用的生產工藝主要有氣霧化和燒結破碎等等。今天我們說一說鈷基球形粉末這一材料。

    氣霧化生產出來的鈷基球形粉末有充分的應力釋放時間,一般噴涂效率比較好,涂層質量也比較高。如果對涂層要求比較高,要盡量的減低廢品率等等,建議使用進口的合金粉末,從原料,生產工藝

      合金粉末粉很多種,有鎳基,鈷基,鐵基,碳化鎢等等,還有國產的合金粉末與進口的合金粉末,價格也不一樣。國內有很多家生產合金粉末的廠,采用的生產工藝主要有氣霧化和燒結破碎等等。今天我們說一說鈷基球形粉末這一材料。

      氣霧化生產出來的鈷基球形粉末有充分的應力釋放時間,一般噴涂效率比較好,涂層質量也比較高。如果對涂層要求比較高,要盡量的減低廢品率等等,建議使用進口的合金粉末,從原料,生產工藝及包裝工藝都比較嚴格,產品質量有更好的保障。

    當然,在選擇合金粉末的時候,要根據自己或客戶的生產需要,設備約束,成本要求等等確定需要的合金粉末。

     江蘇金物新材料有限公司是一家以鈦合金、高溫合金、及高熵合金等金屬球形粉末的制備、粉末冶金產品制造、以及3D打印、注射成型等金屬制品的生產和加工為主的高新技術企業。公司在中國城建集團、泰州市城投集團、北京科技大學和江蘇中泰科技園的支持下,創新發展,以期建成國內最大的球形鈦合金、鈷基球形粉末、高溫高熵合金粉末生產基地。 

    公司擁有以教授、研究員、博士為主的技術研發團隊(其中教授五人,研究員級高工二人,博士八人,研究生二十余人),團隊致力于粉末冶金相關技術及產品的研究開發與技術創新。


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    01-07
    2019
    江蘇金物新材料有限公司王海英博士一行來訪創新材料館
    摘要:
    2019年9月27日,江蘇金物新材料有限公司總經理王海英博士一行來到深圳市尋材問料網絡科技有限公司深圳總部,并對創新材料館進行參觀考察。

    尋材問料市場總監湛海波熱情接待王海英博士一行,并通過會議交流的方式,就彼此在新材料領域的創新探索及未來合作等進行了深入交流與探討。
    王海英博士一行首先參觀了創新材料館。在參觀的過程中,王海英博士細致地詢問了創新材料館目前展出的創新材料產品種類、應用及創新材料館運營模式和未來規劃情況。


    尋材問料是國內材料解決方案一站式服務平臺,致力于促進新材料產學研用的有效融合,打造材料界和制造業的“互聯網+新材料”連接平臺,打造創新創業的“雙創”服務平臺,旨在為制造業提高效率、降低成本、促進創新、優化資源。創新材料館通過線上材料電子圖書館與線下實體創新材料館相結合,匯集全球知名企業的創新材料,目前可以提供多種行業的材料選擇及解決方案咨詢服務;同時定期開展設計師開放活動和沙龍,從而為材料企業和用戶提供交流的平臺。


    據了解,江蘇金物新材料有限公司成立于2018年,坐落于江蘇省泰州市,由中城建十三局投資,以北京科技大學自主研發的具有“國內首創、國際先進”榮譽的聯合氣霧化(IPCA)專利技術為支撐,以期建成國內最大的球形鈦合金粉生產線。

    公司在短短的時間內,經過公司全體員工的不懈努力,已建成六條球形鈦合金粉生產線,年產球形鈦合金粉100噸。并且,生產出的鈦粉球形度好、空心球和衛星球極少、性能與進口粉末相當,產品質量達到國際先進水平,該產品廣泛應用于增材制造、注射成形、熱等靜壓等領域。

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    01-07
    2019
    【技術前沿】長征五號B火箭首飛任務將驗證在軌3D打印
    摘要:航天科技在軌完成3D打印

    5月5日, 長征五號B(以下簡稱“長五B”)遙一運載火箭在海南文昌航天發射場將我國新一代載人飛船試驗船成功送入預定軌道。在本次任務中,由中國科學院牽頭負責的空間應用系統在新飛船試驗船安排了在軌精細成型實驗、材料摩擦行為實驗、微重力測量試驗等三項科學實(試)驗,將為未來我國空間站建設運營以及走向更遙遠的深空,進行前瞻科學研究和技術驗證。

    在人類探索太空過程中,設備和材料的“補給線問題”,一直阻礙著人們飛向更遠空間。隨著太空3D打印技術快速發展,實現航天器零部件的“自給自足”正在成為可能。2014年,NASA研制的世界上首臺太空3D打印機抵達國際空間站,揭開了人類“太空制造”的序幕。據介紹,為進一步提升制造精度、擴大可用于太空制造的材料譜系,由中科院空間應用中心研究團隊研制的“在軌精細成型實驗裝置”將創新采用立體光刻3D打印技術對金屬/陶瓷復合材料進行微米級精度的在軌制造。太空失重環境是立體光刻技術面臨的主要挑戰之一,普通的打印漿料在失重條件下無法保持穩定形態,會發生爬壁導致液面起伏影響打印。該團隊通過國內外失重飛機,先后進行了數百次微重力環境下的實驗,對漿料在失重條件下的流變行為及內在機理進行了分析,利用化學及物理方法對漿料進行優化使其從液態變為軟物質形態,軟物質特有的屈服應力在失重條件下抵抗形變,抑制爬壁,且在較高剪切力作用下其又可以恢復良好的流動性,保證了打印順利進行。

    眾所周知,有運動必有磨損,比如人們常見的機械運動機構,其構件由于相對運動必然發生摩擦并產生磨損,形成稱為磨屑的摩擦產物,常堆積于運動部位附近并可能對周邊表面有所污染,在衛星、飛船及空間站中這一現象同樣也不能避免。因此基于降低運動零件的磨損,延長運動零件的使用壽命的目的,通常需要對運動零件摩擦表面加注潤滑油、潤滑脂或固體潤滑進行潤滑。由中科院空間應用中心聯合蘭州化學物理研究所研制的“材料摩擦行為實驗裝置”將研究微重力環境下液體潤滑材料的濕潤行為及固體摩擦產物遷移行為,通過觀察不同類型潤滑油在材料表面的浸潤現象,分析固體表面狀態對液體潤滑材料浸潤的影響,揭示空間環境因素特別是微重力環境對潤滑油潤濕行為的作用規律,指導可應用于空間運動部件的新型表面改性技術,為長壽命潤滑潤滑技術的設計開發提供支持。同時通過考察磨屑在微重力環境中的遷移現象,研究空間環境因素對磨屑漂移的影響,探索空間微重力環境中的磨屑分布狀態,推演出微重力環境中磨屑漂移的驅動機制,為后續長壽命運動機構在軌運行期間磨屑約束研究提供指導意義。

    載人航天器在軌飛行時,會受到地球引力之外多種作用力的干擾,如大氣阻力、太陽輻射光壓、重力梯度效應、軌道機動、姿態控制、設備運轉和乘員活動等,從而達不到完全“失重”狀態,而是一種“微重力”環境?!拔⒅亓Α笔菍Α笆е亍钡钠x,其大小可以通過航天器所受干擾力的加速度值來度量。為了掌握并消除各種干擾對航天器內科學實驗載荷影響,為科學實驗提供所需高微重力水平實驗環境,首先需要準確測量科學實驗載荷微重力水平。由中科院空間應用中心聯合華中科技大學,中國航天科工集團三院三十三所研制的“微重力測量實驗裝置”將多種類型的微振動加速度傳感器集成在同一臺設備中進行加速度測量能力的比對測試與在軌驗證,也是國內高精度微機電系統靜電懸浮加速度計的首次在軌飛行,將為我國空間站時期開展高靈敏度微重力測量技術與高微重力隔振控制技術提前進行技術驗證與技術儲備。
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