首页/文章/ 详情

上交大+伦敦大学学院顶刊丨电化学抛光在增材制造结构表面处理中的应用

10月前浏览2165
       
增材制造(AM)技术的出现,将大规模生产的效率和灵活性提升到一个全新的高度,正在彻底颠覆制造业。近年来,AM由于具有设计自由度高、研发效率高、装配步骤少、产品开发周期短以及原材料利用率高等特点,极大程度改变了加工效率、成本和生产周期,受到了业界的广泛关注。与传统的铸造或锻造工艺相比,使用增材制造技术生产的金属零件(AMed)具有极高的硬度和屈服强度,因此广泛应用于航空航天,医疗和能源等领域。        

图1. 应用在AM中的电化学体系结构          
然而,AMed预制件的几何精度和表面质量无法满足高性能金属零件的应用要求,需要经过后处理才能得到更高表面质量的AMed零件。减材制造可以有效提高AMed预制件的表面光洁度和机械性能,是AMed预制件后处理的主要手段。传统减材制造,包括精加工、抛光、研磨、铣削等手段,在工具磨损、加工效率、材料去除和应用范围等方面均存在不同的缺陷。另外,一些复杂的AMed预制件难以通过单一的传统减材技术处理;不锈钢、回火钢、硬化镍基或钛基合金等硬质材料的AMed预制件,在进行传统减材制备后处理时加工效率较低。因此,对减材制造技术进行进一步的探索和改进,使其更好地服务于AMed零件的表面处理至关重要。        
电化学技术被认为是改善制造零件表面粗糙度,机械性能,耐腐蚀性和生物相容性的有前途的方法,在增材制造领域备受关注。本文的工作主要集中在定向能量沉积(DED)或激光粉末床熔融(L-PBF)制造的金属上,并根据溶解曲线对现有电化学理论在AMed金属部件的应用进行系统性的评估。根据溶解曲线的不同区域(钝化、抛光和点蚀),全面且详细地阐述电化学技术的适用原理。另外还全面讨论了电解液类型、电化学参数、材料特性、电化学加工方法等主要影响因素。最后,详细介绍了电化学复合制造的可能性和实际应用。        

相关研究成果以题 “Application of electrochemical polishing in surface treatment of additively manufactured structures: A review” 发表在国际期刊 Progress in Materials Science上。

图2. (a)SEM(b)具有各种几何形状的电解抛光样品的光学图像

图3.抛光电解液类型和电流密度不同的L-PBF 316L不锈钢的表面形貌和SEM图

图4.PEO 处理前后制造的SLM Ti6Al4V支架的SEM 图像

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2023.101109

来源: 浙江工业大学激光先进制造研究院    

来源:增材制造硕博联盟
SLM化学光学航空航天增材铸造理论减材材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-21
最近编辑:10月前
增材制造博硕联盟
硕士 聚焦增材制造科研与工程应用,致...
获赞 116粉丝 53文章 487课程 0
点赞
收藏
未登录
还没有评论

课程
培训
服务
行家

VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈