[00314097]高性能金属零件选区激光熔化增材制造应用基础研究
交易价格：
面议
类型：
非专利
技术成熟度：
已有样品
交易方式：
完全转让
联系人：
宁夏技术市场
所在地：宁夏回族自治区银川市
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资料保密
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技术详细介绍
增材制造(3D打印)是中国先进制造业战略发展规划中拟突破的关键核心技术，其发展目标是满足现代工业对复杂结构零部件低成本、短周期、净成形制造的国家重大需求；也是该省培育战略性新兴产业、提升科技创新对先进制造业支撑引领作用的重要技术载体。金属激光增材制造的发展历史仅有20余年，仍有三方面根本性技术瓶颈及科学问题尚未得以解决，包括：增材制造专用金属粉末材料设计制备基础(材料基础问题)、高能激光与金属粉体作用“球化”效应及工艺控制基础(工艺基础问题)、增材制造零件微观组织/宏观性能设计与调控基础(性能基础问题)。该项目组以选区激光熔化(SLM)精密增材制造技术为主线，围绕Cu基、Fe基、Ti基、Ni基等高性能金属零件，系统开展了基础和应用基础研究，取得如下创新性成果：面向材料基础问题：揭示了增材制造专用金属粉末合金化元素和微量添加元素成分及含量的设计依据及作用机理，发现了规则球形、适度微细化、高流动性是粉末物性三大基础性设计准则。提出了“气雾化/等离子雾化辅助高能球磨”复合工艺规模化制备多组元合金粉末的工艺调控方法，建立了专用金属粉末成分及物性测试表征规范及标准。上述成果形成了增材制造专用金属粉末设计制备科学理论体系，为增材制造提供了物质基础。面向工艺基础问题：提出了金属粉末SLM球化效应的定义、分类及形成机制，构建了熔体球化物理模型并揭示了球化效应与激光波长、激光作用温度、液相表面张力及粘度的定量关系。发现了熔体氧含量和激光能量密度是影响球化效应的两大本质因素，提出了球化效应的材料和工艺控制方法及其作用机理。上述成果对控制球化效应及冶金缺陷、实现激光精密净成形具有科学指导意义。面向性能基础问题：建立了非平衡Marangoni对流作用下激光熔池内气泡形核、生长及分布模型，发现了激光成形件孔隙率与粉体松装密度、激光成形温度及液相粘度的定量关系，提出了激光快速熔化/凝固条件下成形件致密化机制及内部冶金缺陷和显微组织调控方法。建立了基于“线能量密度”与“体能量密度”的激光增材制造工艺及质量立体控制关键技术及定量指标，实现了复杂结构金属零件宏/微跨尺度“控形”与“控性”。上述成果形成了激光增材制造金属零件结构-工艺-组织-性能一体化调控及评价的科学理论体系。该成果20篇代表作有18篇发表在影响因子2以上期刊，包括Int Mater Rev(6.552)、Appl Phys Lett(3.515)、Acta Mater(3.94)等高影响因子期刊。论著共被中、美、德、英、法、澳、比利时等国研究人员SCI他引372次，单篇最高他引56次；他引论文包括Chem Soc Rev(影响因子30.425)、Prog Mater Sci(25.87)等著名综述期刊论文；他引作者包括激光增材制造技术发明人Bourell教授、美国激光协会LIA主席Poprawe教授、澳洲技术科学与工程院院士Schaffer教授及多位ASME、LIA会士。授权国家发明专利2项。项目第一完成人在国际/国内学术会议担任大会主席、学术委员会委员及主旨/特邀报告人共计17次，获德国联邦教育与科研部(BMBF)绿色精英奖，由德国Springer出版激光增材制造英文专著1部。
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