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BLT-S210助力鎂合金材料基礎(chǔ)研究,清華大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室取得新進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間:2022年01月11日

由來自清華大學(xué)摩擦學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)機(jī)械工程系、北京大學(xué)生物材料系、北京大學(xué)第三醫(yī)院骨外科的研究員組成的課題組使用BLT-S210成功打印出鎂合金材料實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu),考察了其成形特性,并在Materials Letters上發(fā)表論文Hot cracking in ZK60 magnesium alloy produced by laser powder bed fusion process。

 

鎂合金是一種很有應(yīng)用前景的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料和生物可降解植入材料。與一般的鎂合金相比,ZK60合金(Mg-5.6 zn -0.5 zr, wt%)具有較高的強(qiáng)度、高的耐應(yīng)力腐蝕性能和良好的生物相容。而ZK60合金在焊接過程中極易產(chǎn)生熱裂。隨著鋅含量的增加,ZK60比ZK21和ZK40更容易發(fā)生凝固開裂。該篇論文展示了課題組使用BLT-S210,在不同激光功率、掃描速度、掃描策略及層厚等的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,ZK60合金的成形質(zhì)量。

考慮到鎂合金的高反應(yīng)性和高汽化傾向,研究組為了控制氣氛保護(hù),將設(shè)備氧含量調(diào)低至80ppm以下。實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)現(xiàn),得益于BLT-S210“為科研實(shí)驗(yàn)而生”的設(shè)備配置和技術(shù)參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)成果表明,ZK60合金在激光粉末床融合過程中出現(xiàn)了熱裂紋,這是由于較寬的凝固溫度范圍、較低的共晶溫度以及較高的熱應(yīng)力造成的。在現(xiàn)有條件下,僅通過調(diào)節(jié)激光能量輸入難以抑制裂紋的產(chǎn)生,同時(shí)也難以避免未熔合、氣孔和嚴(yán)重變形的發(fā)生。試樣尺寸、預(yù)熱和掃描策略對(duì)裂紋敏感性的影響有待進(jìn)一步研究。

據(jù)悉,早在2020年清華大學(xué)材料成形制造研究所課題組便借助BLT-S210進(jìn)行鎂合金材料的研究。在2020年北京疫情爆發(fā)時(shí),設(shè)備的安裝與調(diào)試等都面臨巨大挑戰(zhàn)。鉑力特與課題組積極溝通,選擇先在鉑力特現(xiàn)場打印、課題組派專人駐場的方式,滿足階段性生產(chǎn)要求,最終成功打印出應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域的鎂合金樣件,保證項(xiàng)目進(jìn)度。

多年來,幾十家高校、科研院所使用BLT-S210等型號(hào)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,開展金屬3D打印技術(shù)前沿研究,鉑力特技術(shù)和設(shè)備久經(jīng)科研應(yīng)用的考驗(yàn)。2021年5月,鉑力特又整合多年科研經(jīng)驗(yàn),研判用戶需求,推出了適配更多研究場景、更安全的BLT-S210升級(jí)版方案,為科研用戶提供更全面更貼心的設(shè)備為中心的解決方案。
未來,鉑力特將持續(xù)與高校用戶精誠合作,支持高校用戶在金屬增材制造領(lǐng)域不斷探索,不斷取得輝煌成就。

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