添加剂 & 收敛的制造业


目前的生产是根据加工方法和材料在单独的筒仓中进行的. 融合制造(CM)是一个概念,它支持基础研究和技术开发,将不同的制造策略和材料类别结合在一起,以比增材制造更快的速度在需要的时候产生所需的功能材料/结构. 融合制造结合了虚拟制造, 包括散装的制造过程, 添加剂, 减去, 变革, 过程监控, 异质材料在一个连接平台上产生功能器件和组件.

增材制造和融合制造部门支持CAMICs中心正在进行的以下研究项目:

原位添加合金化

原位合金化是金属增材制造(AM)行业非常需要的能力. 原位合金化的研究可以充分发挥金属增材制造的潜力, 汽车配套材料与结构创新, 能源, 以及空间应用. 我们的初步工作表明,使用选择性激光熔化AM机,基于元素金属颗粒的原位直接合金化是可能的. 尽管颗粒流动性低,扩散不足, 我们的工作证明了原位合金化可配置二进制的潜力, 三元, 和高熵合金(HEAs)直接从多种元素金属, 利用激光和多能量源控制熔化-合金-凝固循环过程. 不过, 和任何合金化过程一样, 金属原子的完全扩散是无序固溶体形成的必要条件, 任何HEAs的签名结构. 在这个项目中, 系统地研究了在材料/结构转变过程辅助下多元素、多材料激光原位合金化和熔合的基本机理. 科考队将首先调查融化情况, Al-Fe二元体系的扩散和凝固, 基于一个单独的舱口熔池. 预期的科学发现包括利用激光熔池的高速观测和实时温度测量检测过程行为. 通过EDX和TEM观察了材料的扩散行为和结构. 在单个舱口熔池中观察到的材料熔化/扩散/凝固行为以及由此产生的材料结构将使团队能够在考虑激光和超声波工艺参数的情况下建立基本的工艺/材料行为关系. 然后将开发工艺-材料-结构性能关系模型,以支持未来工业采用基于原位合金的添加剂工艺.

高沉积速率AM工艺

国防和航天工业正在寻找能够进一步提高金属增材制造工艺沉积速度的技术. 具有广泛的现有金属增材制造原理, 中心团队正在审查和评估增材制造工艺,以制定技术路线图,以显着提高沉积速率,同时保持或提高工艺准确性. 我们正在与美国制造合作, 和其他国家伙伴根据以下流程原则开发未来技术:

1) 添加剂搅拌摩擦制造(AFSM), 它使用搅拌摩擦加工(FSP)原理进行大型金属结构的增材制造(AM).  AFSM技术在不可焊金属和合金的大规模快速生产和打印方面具有独特的潜力. 该中心与合作伙伴合作,未来将提高材料沉积的垂直分辨率,并结合合适的混合减法和滚动步骤,以更好的精度获得最终形状.

2) 协同机器人线弧增材制造 (WAAM): WAAM提供高沉积速率和质量,没有尺寸限制.  WAAM被认为是制造具有高机械要求的大中型零件的最佳选择之一, 例如航空工业中的结构部件. 在这个项目中, 我们考虑将多个机器人结合起来,这些机器人通过多种孵化策略协作沉积金属,目标是提高构建率.

3) 激光/冷喷涂转化工艺这是一个新项目,详情可根据要求获取.

4) 激光混合制造工艺这是一个新项目,详情可根据要求获取.

5) 拉挤和DED 用于高温下轻质复合材料和结构的加工.