在金属3D打印原位观测与机理研究领域,我国迈出关键一步_3d打印广州展会

东莞理工学院科研团队1月16日，经过连续4天的试验，在中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪上完成国内首例电弧熔丝增材制造原位打印试验研究，并取得了关键进展。这一关键进展标志着在金属3D打印原位观测与机理研究领域我国迈出关键一步。
因高效率、低成本、适用于大尺寸复杂构件制造等优势，电弧熔丝增材制造技术在高端装备领域具有广阔应用前景。但是材料在逐点逐层的增材制造过程中经历快速加热和冷却，多次反复热循环，其微观组织和应力状态会发生很多变化。常规检测和表征实验中无法了解具体变化过程，只能看到变化的最终结果，制约了工艺优化与性能提升。
据悉，东莞理工学院张丽娟教授团队在试验中借助散裂中子源强大的穿透能力和高分辨率探测优势，创新性地实现了电弧熔丝增材制造过程中材料微观结构演化的实时、动态观测。这种一体化研究模式：“制造-表征”打破了传统增材制造研究中“打印后检测”的局限，为精准揭示工艺-结构-性能关联机制提供了直接的实验依据。该试验成果提供核心技术支撑，尤其是在大尺寸、高性能复杂构件的精准制造中。

金属3D打印的难点在哪里？
金属3D打印虽前景广阔，但难点不少。
首先是材料，金属粉末需高球形度、低杂质，制备难且成本高。打印过程需高能激光或电子束熔化，参数难控，易出现未熔合、气孔等缺陷，且冷却快导致残余应力大，零件易变形开裂。
不同金属特性各异，如铜反射率高难熔，钛合金高温下易氧化，需惰性气体保护。
后处理复杂，需去支撑、热处理消除应力，表面处理也较繁琐。
设备昂贵，软件算法、硬件精度要求高，维护成本大，这些都制约着金属3D打印的普及与应用。

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来源：广州光亚法兰克福展览有限公司

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