新研究:粘合劑噴射增材制造,加工復(fù)雜的準直
來源:廣西增材制造協(xié)會 瀏覽數(shù):
責(zé)任編輯:傳說的落葉 時間:2019-07-30 09:23
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[導(dǎo)讀]“通過粘合劑噴射制造B 4 C 制造的復(fù)雜形狀準直器的加工”中探索了新技術(shù)——鋁的無壓熔融滲透。
來源:廣西增材制造協(xié)會
在最近發(fā)表的“通過粘合劑噴射制造B 4 C 制造的復(fù)雜形狀準直器的加工”中探索了新技術(shù)——鋁的無壓熔融滲透。在這項研究中,研究人員的目標是通過粘合劑噴射添加劑制造創(chuàng)建準直器樣品,以進一步分析以創(chuàng)建高密度幾何形狀。解釋可用于操縱中子的裝置有助于評估各種不同的材料,研究人員指出,準直器特別能夠防止不同射線(X射線,伽馬射線等)的散射。他們還指出同位素必須具有非常大的中子吸收截面用于該過程,典型的材料通常包括鎘、硼和釓。
因為B 4 C可以以粉末形式容易地加工,所以它可以作為預(yù)成型件3D打印,具有用于結(jié)構(gòu)支撐的氰基丙烯酸酯粘合劑。這里的準直器形式被“滲透”了三個Al等級,包括:
AA 2024
AA 1100
純鋁
特別選擇AA 2024是因為它易于制成復(fù)合材料,而其他等級則用于比較不同的微觀結(jié)構(gòu)。該團隊需要用于準直器應(yīng)用的強大復(fù)合材料,并且為了驗證在本研究中的使用,他們從相同幾何形狀的其他樣品中編譯數(shù)據(jù)。
“這種方法有三個更高層次的發(fā)現(xiàn):一,材料凈成形得到改善; 二,就中子吸收能力而言,這些材料可以很好地作為準直器工作; 三,這種材料在需要高機械載荷的系統(tǒng)中很有用,”研究人員表示。
他們能夠通過BJAM制造和加工多種高密度B 4 C-Al復(fù)合材料。粉末預(yù)成型件“隨后無壓力”用Al合金滲透,并且B 4 C預(yù)成型件在高溫下通過芯吸熔融Al。“有可能實現(xiàn)非常高的密度,高達97%TD。此外,發(fā)現(xiàn)打印部件的凈成形得以保留,因此部件可用于不需要進一步加工的應(yīng)用。復(fù)合材料的維氏硬度高達283 HV,“研究人員總結(jié)道。
“中子衍射數(shù)據(jù)顯示,滲入Al的樣品散射較少,屏蔽效果略好于滲入過量膠的樣品。通過使用BJAM和無壓熔體滲透進行處理,可以增加這種材料的產(chǎn)量,并可以制造復(fù)雜的定制準直器。”
雖然這項研究比目前使用的許多其他材料和技術(shù)更加復(fù)雜,但復(fù)合材料在研究人員和工程師中非常受歡迎,因為它們可以根據(jù)需要加強和操縱機械性能,從而獲得更好的結(jié)果,無論是否使用亞麻纖維復(fù)合材料,PG / PLA復(fù)合材料或石墨烯增強納米復(fù)合材料。
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在最近發(fā)表的“通過粘合劑噴射制造B 4 C 制造的復(fù)雜形狀準直器的加工”中探索了新技術(shù)——鋁的無壓熔融滲透。在這項研究中,研究人員的目標是通過粘合劑噴射添加劑制造創(chuàng)建準直器樣品,以進一步分析以創(chuàng)建高密度幾何形狀。解釋可用于操縱中子的裝置有助于評估各種不同的材料,研究人員指出,準直器特別能夠防止不同射線(X射線,伽馬射線等)的散射。他們還指出同位素必須具有非常大的中子吸收截面用于該過程,典型的材料通常包括鎘、硼和釓。

B4C粉末的SEM圖像(左)和Horiba數(shù)據(jù)(右)
因為B 4 C可以以粉末形式容易地加工,所以它可以作為預(yù)成型件3D打印,具有用于結(jié)構(gòu)支撐的氰基丙烯酸酯粘合劑。這里的準直器形式被“滲透”了三個Al等級,包括:
AA 2024
AA 1100
純鋁
特別選擇AA 2024是因為它易于制成復(fù)合材料,而其他等級則用于比較不同的微觀結(jié)構(gòu)。該團隊需要用于準直器應(yīng)用的強大復(fù)合材料,并且為了驗證在本研究中的使用,他們從相同幾何形狀的其他樣品中編譯數(shù)據(jù)。
“這種方法有三個更高層次的發(fā)現(xiàn):一,材料凈成形得到改善; 二,就中子吸收能力而言,這些材料可以很好地作為準直器工作; 三,這種材料在需要高機械載荷的系統(tǒng)中很有用,”研究人員表示。

用于滲透的設(shè)置
他們能夠通過BJAM制造和加工多種高密度B 4 C-Al復(fù)合材料。粉末預(yù)成型件“隨后無壓力”用Al合金滲透,并且B 4 C預(yù)成型件在高溫下通過芯吸熔融Al。“有可能實現(xiàn)非常高的密度,高達97%TD。此外,發(fā)現(xiàn)打印部件的凈成形得以保留,因此部件可用于不需要進一步加工的應(yīng)用。復(fù)合材料的維氏硬度高達283 HV,“研究人員總結(jié)道。
“中子衍射數(shù)據(jù)顯示,滲入Al的樣品散射較少,屏蔽效果略好于滲入過量膠的樣品。通過使用BJAM和無壓熔體滲透進行處理,可以增加這種材料的產(chǎn)量,并可以制造復(fù)雜的定制準直器。”
雖然這項研究比目前使用的許多其他材料和技術(shù)更加復(fù)雜,但復(fù)合材料在研究人員和工程師中非常受歡迎,因為它們可以根據(jù)需要加強和操縱機械性能,從而獲得更好的結(jié)果,無論是否使用亞麻纖維復(fù)合材料,PG / PLA復(fù)合材料或石墨烯增強納米復(fù)合材料。

(a)打印的B4C準直器的宏觀圖像,(b)打印層的SEM,(c)Al滲透的B4C collimato
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