更新时间: 2024-11-28 11:20:47 查看次数: 229
德国的 Fraunhofer 研究所把选区激光熔化技术和其他技术对比，研究材料应力、内部缺陷这些方面，取得了很不错的成果。瑞典的 Arcam 公司第一个创造出了 EBM 技术，解决了临床医学里颅骨、髋臼杯替换的问题。航空公司也广泛用这个技术，用 TC4 钛合金来制造飞机发动机叶片。
在咱们国内，有很多单位都在研究 3D 打印。西北工业大学很厉害，制造出了一个重 195 千克、长 3 米的钛合金飞机缘条。西安交通大学研究金属材料和生物医学方面的 LMD 打印，有好多个骨科 3D 打印修复的成功例子，还打印出了薄到 0.8 毫米的发动机叶片。华中科技大学做出了带有金属粉末熔化快速成型系统（HRPM 系列）的设备。有色金属研究总院深入研究钛铝合金电子束熔化成形技术。北京航空研究院把失效分析和金属材料、研发工艺的优势结合起来，成立了“3D 打印研究与工程技术中心”，让 3D 打印技术发展得更快。
现在有一种超轻型金属多孔材料，它的孔隙率能达到 85%以上，不光比强度、比刚度高，还能很好地吸收能量，而且有吸声、隔热、电磁屏蔽、过滤、吸附这些功能。点阵材料是有序结构材料里的一种，它的杆单元或者面单元是模仿分子点阵的样子，是周期性地网络排列的。它有缓冲、减振、透波、隔热、防辐射和电磁屏蔽这些功能，被认为是比强度和比刚度最大的一种新型结构材料。要想实现这些功能特性，关键是把单胞尺寸变小。根据构件内部结构不一样，可以分成金属二维和三维点阵结构材料。二维的呢，是多边形在二维平面排列好，然后往第三方向拉伸形成的，就像蜂窝材料那样。三维的是由有规律重复排列的节点和杆单元组成的空间桁架结构。
3D 打印这几年发展得特别快，因为它能一下子打印出由不同材料组成的各种精细、复杂、多元的结构。对于点阵结构来说，可以先在计算机软件里设计出符合要求的单胞和拓扑构型，然后直接用 3D 打印设备制造出来就行。点阵结构内部的微结构是有规律的，单胞构型排列得很整齐，所以可以拿其中一个来分析力学性能，看看微观结构构型对宏观力学性能有啥影响。而且最近几年关于点阵结构材料性能的研究，静态方面的比较多，动态方面的比较少。在点阵结构材料的静态性能研究方面，王展光他们研究金属点阵材料的压缩应力应变曲线，发现有四个阶段，就是线弹性变形阶段、弹塑性阶段、软化阶段、密实化阶段。把它和泡沫铝合金的压缩性能对比，金属点阵材料的抗压强度更高，吸收能量的能力也更好。
Xiong J 他们研究 6061 系镁铝合金热处理后的材料性能，发现抗压强度明显提高了。他们还做压缩实验研究蜂窝材料、泡沫铝、波纹结构材料，得出结论是泡沫铝和波纹结构的压缩强度比点阵材料低，当基材应变硬化率高的时候，点阵材料的抗压性能比闭孔蜂窝结构还好。George T 他们从力学性能方面研究，发现金字塔型点阵夹芯结构在测压载荷的影响下，会有失效的情况，具体的失效模式有剪切屈曲、欧拉屈曲以及面板皱曲。他们对不同层数的金字塔型点阵结构材料做最小质量分析，还研究失效机理图。研究结果显示，在大多数失效模式下，极限载荷的理论推测和实验数据结果是相吻合的。
