机械工程学报

作者：李波波, 刘靖驰, 李晓强, 邱成鸿, 卢秉恒

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 国家增材制造创新中心 西安 710075;3. 西安理工大学计算机科学与工程学院 西安 710048

关键词：增材制造,3D打印,非晶材料,非晶薄带,电脉冲；

基金：广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2019B1515130005)

为了解决铁基非晶材料成形过程中狭窄的工艺窗口难题,提出了一种采用非晶薄带作为原材料,施加快速电脉冲同时辅以微压力的增材制造新方法,并成功实现了小功率非晶材料异形构件的增材制造,并通过动态电阻分析,进行工艺优化调控。采用脉冲电源精准调控热输入的方式实现非晶材料热塑性成形原理,即在临界温度略高于玻璃化转变温度(TG),但远低于熔化温度(TL),可采用快速加热材料到TG使其软化,并辅以小压力成形,同时提供足够高的冷却速率,晶相的成核可以被完全抑制。进一步,对该方法成形样件采用X射线衍射、差示扫描量热仪、扫描电镜和透射电镜进行物相及显微组织分析。测试结果表明,打印结合部位仍保持原有的非晶结构,并具有较高的拉伸强度。由于其成形功率低,工艺过程无需复杂的真空或惰性气体条件,该方法可以成为非晶材料增材制造及金属太空制造有吸引力的解决方案,尤其适用于电磁屏蔽等非晶异形构件的3D打印。

来源：2023年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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