8千字干货!冷喷涂金属3D打印技术的发展现状

3D打印资讯
2022
06/23
22:17
分享
评论
本帖最后由 warrior熊 于 2022-6-23 22:29 编辑

导读:作为一种新兴的增材制造技术,冷气动力喷涂(冷喷涂)在材料加工领域的应用前景十分广阔。冷喷涂是一种利用固态粉末颗粒自固结能力而实现颗粒相互结合的粉末沉积方法,在高速冲击的条件下,这种粉末的自固结才能得以实现。随着对冷喷涂工艺设备及喷涂工艺的研究,冷喷涂的一些缺点逐渐被克服,其应用领域也逐渐扩大。

南极熊本期文章总结了冷喷涂3D打印技术及其涂层沉积原理,综述了近年来国内外冷喷涂金属3D打印技术的研究现状、应用现状、专利申请情况、发展方向及应用前景,以期为读者进一步了解和学习有关冷喷涂金属3D打印的专业知识提供参考。

冷喷涂技术

冷喷涂技术是20世纪80年代中后期由前苏联科学院理论与应用力学研究所的Papyrin等发明的一种涂层制备方法。研究发现当粉末喷涂速度超过某一临界值时,粉末与基底碰撞后就会在其表面沉积形成涂层。由此,他们在1990年提出了冷喷涂概念并发表了第一篇关于冷喷涂的论文。随后,冷喷涂技术因其制备优势逐渐引起人们的关注,在材料表面涂层制备技术领域得到了迅速发展。与此同时,研究人员还开展了冷喷涂设备的研制、涂层沉积原理及涂层结构与性能的研究,对冷喷涂技术的发展与应用起到了积极推动的作用。

冷喷涂技术是基于空气动力学原理,利用压缩气体带动粉末颗粒通过拉瓦尔缩放喷管将其加速,使获得超音速的粉末颗粒碰撞基底发生塑性形变并沉积在基底表面形成涂层的一种新型喷涂技术。根据喷涂气压大小与送粉方式的不同,冷喷涂设备主要可分为高压(1.5~4.0MPa)和低压(0.6~1.5MPa)冷喷涂。高压冷喷涂设备系统主要以N2、He或两者的混合气体作为气源,其高压气路和粉末流动管道各自独立,喷涂粉末由缩放喷管的前端进入,在喷管内部与热气流混合后经缩放喷管加速喷出,设备系统相对庞大,多以固定式安放;此外,该设备喷涂温度相对较高(200~800℃),喷涂粉末速度可达300~1200m/s;涂层沉积速率高、结构均匀致密,可实现大面积涂层的快速制备;但同时也存在气体和粉体耗费量大、喷涂经济成本高及设备难搬运等缺点。

与高压冷喷涂设备系统相比,低压冷喷涂设备系统装置简单易携,喷涂粉末由缩放喷管的后段进入,经过加速、加热的气体带动粉末喷出;喷涂设备所需气体压力较小,多以压缩空气为载气,喷涂温度(200~650℃)较低,喷涂粉末速度约为350~700m/s,气体消耗量小,喷涂成本低,可用于涂层制备与破损零部件的增材修复等;但也存在涂层结合强度较低和沉积速率较小等缺点。高压和低压冷喷涂设备系统装置结构示意图下图所示。
1.jpg
△高/低压冷喷涂设备系统装置结构示意图

此外,在原有冷喷涂技术基础上逐渐发展起来的涂层制备技术还有真空冷喷涂、脉冲气体冷喷涂、激光辅助冷喷涂、激波风洞冷喷涂及电场辅助冷喷涂等。

冷喷涂涂层沉积原理

在冷喷涂涂层沉积原理的研究过程中,材料绝热剪切失稳现象的发生成为涂层实现有效沉积的重要前提条件。As⁃sadi等利用数值模拟和实验相结合的方法研究了冷喷涂过程中铜粉以不同喷涂速度碰撞基底并发生沉积时其界面的应力、应变及温度变化情况,分析了涂层的沉积原理。研究结果表明,喷涂粉末速度太高或太低会产生冲蚀或回弹,无法实现涂层的沉积;只有当喷涂粉末的速度达到或接近其临界沉积速度时,喷涂粉末与基底表面高速碰撞产生的热量来不及散失,引发了其撞击界面的应力、应变及温度的突变,进而使铜粉的塑性形变增大,实现涂层的有效沉积。此外,由于不同粉末在喷涂过程中的沉积状态存在差异,在发生绝热剪切失稳过程中涂层内部颗粒间的结合方式主要可分为物理结合、机械结合、冶金结合及不同种颗粒在高速碰撞过程中由于界面升温而形成的化学键结合等方式。

在冷喷涂涂层沉积过程中,喷涂粉末颗粒在机械撞击作用下发生塑性形变,而形变使得粉末颗粒的位错密度增大,界面晶粒得到细化,有效阻碍原子层之间的相对运动,涂层硬度和强度均得到明显提高。此外,研究人员还通过在金属喷涂粉末中添加较大粒径粉末和硬质陶瓷颗粒等方法,在利用其机械撞击作用增大金属颗粒塑性形变的同时也可通过弥散强化实现涂层力学与摩擦学性能的提升。例如,硬质陶瓷颗粒在冷喷涂涂层沉积过程中的作用主要可分四个阶段:(1)硬质陶瓷颗粒对金属粉末的加速和部分硬质颗粒优先碰撞基底材料表面;(2)硬质陶瓷颗粒通过撞击去除基底表面氧化层,获得活化且较为粗糙的基底材料表面;(3)硬质陶瓷颗粒撞击涂层后反弹,少量陶瓷颗粒在涂层中沉积;(4)涂层在硬质陶瓷颗粒的连续撞击作用下致密度增大,部分陶瓷颗粒相互碰撞后发生碎裂、反弹。其作用过程示意图如图2所示。

2.jpg
△冷喷涂涂层沉积过程中硬质陶瓷颗粒作用过程示意图

冷喷涂涂层的结合机制

在冷喷涂相关文献中,研究人员通过实验观察揭示了冶金结合、机械锚固、机械互锁和界面混合等颗粒/颗粒和颗粒/基体的结合机制。冶金结合是由于异质外延现象导致的动态再结晶或者由于大应变速率下的超塑性(绝热剪切)现象而形成的含有金属间化合物的非晶中间层。机械锚固是指粒子附着在基材上并在基材上产生较弱的压痕以确保粒子的锚定,这种现象常见于金属粒子在陶瓷基材表面的沉积。机械互锁则是由于粒子刺入基板的深度较大而嵌在基板上的现象,常在金属/聚合物、氧化物/聚合物、陶瓷/金属和金属/金属的结合中发现。这种机械互锁的情况也可以扩展到在基体表面缺陷内沉积粒子的变形情况,也用来解释软的金属粒子在较硬的基体上沉积时材料在界面处的连续性,例如软金属/聚合物、金属/陶瓷和聚合物/金属之间的结合。在界面混合过程中,结合机制则是由使颗粒和基体在界面上混合的界面旋涡的发展所控制。

国内外冷喷涂增材制造技术(CSAM)的应用及研究现状

理论上冷喷涂技术可以制备几乎所有的金属和金属/陶瓷复合涂层且厚度超过50pm[55],且冷喷涂沉积层可以有效防止高温、腐蚀、侵蚀、氧化以及化学腐蚀,目前在航空航天汽车能源医疗、海洋等领域有着广泛的应用并在增材制造技术领域显示出独特的优势。

浙江工业大学姚建华提出超音速冷喷涂耦合激光3D打印

2016年,国内浙江工业大学的姚建华教授为突破3D打印工业化应用的主要瓶颈,加强“产学研用”,将目光瞄准了“超音速冷喷涂+激光”这种新型的3D打印技术,提出了“基于超音速激光沉积的金属增材制造(3D打印)技术基础研究”,将其与激光熔覆相结合,发挥各自的优势。

223735j0pzid6a1xruax6z.jpg

Akron大学申请“冷喷涂3D打印维修飞机”技术许可

2017年3月,美国俄亥俄州的Akron大学与航空维修工程服务公司(AMES)展开合作,旨在探索如何更好地利用“冷喷涂技术”维修飞机金属零部件,并向美国联邦航空局提交了相关的许可申请。

142939cdg4q4f4i6bjwcbd.jpg

Titomic公司开发基于冷喷涂的全新金属3D打印工艺——KineticFusion

2017年9月,澳大利亚Titomic公司联手CSIRO(澳洲联邦科学与工业研究组织)将冷喷涂技术应用到了制造领域,开发出了一种新型3D打印工艺—“动力熔融”(KineticFusion)。KineticFusion工艺是在封闭的腔室中进行,通过高热气体将金属粉末加速到音速的1.5-3倍,再通过喷嘴从喷枪射出。这样,粉末颗粒便会在目标表面相互撞击,通过一种塑性变形过程,以机械水平牢固地结合到一起。其中,喷枪是由机械臂精确控制的,所以可以非常精确地按照既定的图案喷射。

2018年9月,Titomic公司宣布与TAUV达成协议,使用Titomic的3D打印技术生产钛合金的坚固型士兵无人机(UAVs),将冷喷涂技术应用到钛合金部件的3D打印中。

2021年3月,Titomic公司与土耳其机床工具工贸公司Repkon签署协议,共同合资在澳大利亚建立新的3D打印生产设施,用于制造由Repkon设计并使用Titomic的KineticFusion(TKF)3D打印技术制造的武器发射管。新工厂将利用Repkon独特的流成型能力和Titomic快速增材制造TKF工艺来生产高性能发射管。同年11月,Titomic公司宣布收购竞争对手——荷兰的冷喷涂技术公司DycometEurope。此次交易加强了Titomic的全球影响力,集欧洲的新基地、澳大利亚总部和Titomic美国子公司为一体。通过DycometEurope为整个欧洲大陆带来了健康的客户订单渠道,这笔交易还将为Titomic提供直接的收入来源。

140939im53217551tp5eyr.jpg
△KineticFusion工艺原理图
3.jpg
△Titomic的超大型冷喷涂金属3D打印机,可以实现9mx3mx1.5m的金属零部件

西工大李文亚教授综述“冷喷涂+”复合增材制造技术

2019年5月,西北工业大学材料学院李文亚教授在焊接领域顶刊上发表综述类论文“Coldspray+’asanewhybridadditivemanufacturingtechnology:aliteraturereview”,旨在讨论并解决冷喷涂沉积体界面弱冶金结合以及塑性差的科学问题。由于冷喷涂固有的沉积特性,即每个颗粒经过剧烈的塑性变形沉积形成涂层,颗粒界面的结合,机械结合占主导地位,存在少量冶金结合,导致冷喷涂沉积体塑性差。针对这一科学问题,李文亚教授提出了“冷喷涂+”的概念,即冷喷涂复合后热处理、激光、喷丸、搅拌摩擦加工、热轧和热等静压等加工制造技术来增强沉积体界面冶金结合,改善沉积体的强塑性;同时,冷喷涂涂层作为强化涂层,已用来提高搅拌摩擦焊、钎焊、熔焊接头的强塑性,同时显著提升被涂覆基体的疲劳寿命。

085822d56v54d9dls9v42b.png
△冷喷涂能够制备的材料种类及气体温度对沉积效率的影响

NRC和Polycontrol开启冷喷涂增材制造研究设施

2019年7月加拿大国家研究委员会(NationalResearchCouncilofCanada)和总部位于魁北克的工程解决方案公司Polycontrol联合建立一个研究机构,支持制造商和研究人员研究、采用和部署冷喷涂增材制造技术。该研究中心通过冷喷涂研究各种形式的表面处理,涂层和3D积累。他们还研究局部激光热处理,原位机器人加工和表面处理等先进技术。

074515p21g79t1899qphl7.png

SPEE3D冷喷涂金属3D打印机在军队应用火热

2020年6月,澳大利亚陆军对金属3D打印机制造商SPEE3D的WarpSPEE3D增材制造(AM)系统进行了实地测试。同年8月,又进行了第二轮实地演习。陆军部队利用SPEE3D的专利冷喷3D打印技术,能够以一种快速和具有成本效益的方式创建组件。事实证明,WARPSPEE3D系统能够打印重量达40公斤的大型金属部件,并且以每分钟100克的速度进行打印,即使在37℃的温度和80%的湿度下也能打印。

4.jpg
△澳大利亚陆军正在准备操作WarpSPEE3D打印机

2021年7月8日,SPEE3D公司宣布获得超过150万澳元(约727.41万人民币)资金,用于冷喷涂金属3D打印火箭发动机的低成本批量生产。WarpSPEE3D是SPEE3D的大幅面金属3D打印机,与传统制造相比,这款机器可显著提高速度、成本效益和可扩展性。SPEE3D的处理速度也比传统3D金属打印快100到1000倍,成为将设计变成可用金属零件的快速方法之一。

104126wz98xrbeoy7b1vbp.png
△WarpSPEE3D

2022年5月,SPEE3D的冷喷涂金属3D打印技术被美国海军选中参加代号为MaintenX演习,以验证金属3D打印技术在实战中的能力,实现日常维护和解决供应链等问题。同时,还可以改善老旧船舶缺少配件的状况,以及战损修复。

114020ceterpwq7zeelp5p.jpg
△安装在M113上的3D打印车轮轴承盖。照片来自SPEE3D

德国ImpactInnovations新一代高速冷喷涂金属3D打印机EvoCSII

2021年5月初,德国ImpactInnovations发布了最新的冷喷涂系统:ImpactEvoCSII。新设备使用冷喷涂增材制造(CSAM)工艺,由ImpactInnovations与AirborneEngineeringLtd.合作开发。能够制造具有出色机械性能、大尺寸和特定几何复杂性组件。新型ImpactEvoCSII最多可并行四个冲击粉末给料器,非常适合批量生产。另外,机器也可以并行操作两把冲击式喷枪,进行双面喷涂或仅用来提高容量。EvoCSII集成了多种传感器、数据记录以及更高级别控制系统,与以前的版本相比,可靠性得到了显着提高。

135453tx79560z49224b16.jpg
△ImpactEvoCSII可以更好的进行现场监控

美国空军用冷喷涂技术维修现役飞机

2021年5月,位于美国埃尔斯沃思(Ellsworth)空军基地的第28维修小组增材制造飞行队对一架现役飞机进行了首次修复,并使用金属冷喷涂(动能固结)技术修复了B-1B轰炸机机翼上方滑动接头,实现机翼轮廓内的上下垂直运动。这是这项技术在2019年首次在美国空军基地成功演示之后在现役飞机上的首次应用。在冷喷涂过程中,他们使用氦气将粒子加速到3马赫。通过撞击,使6061铝合金颗粒和基材结合。据悉,使用冷喷涂技术只需数小时或数天即可完成维修,这能够使空军能够通过增材制造技术每年节省大约200万美元(约1296万人民币)。

204404u5yqxxw3k0h10wp1.png
△美国空军维护使用冷喷涂修理现役飞机

邹宇教授综述冷喷涂增材制造中金属粉末的组织演变和结合特征

2021年11月,加拿大多伦多大学邹宇教授的AMR发表述评文章“ColdSprayAdditiveManufacturing:MicrostructureEvolutionandBondingFeatures”,该综述着重讨论冷喷涂过程中四种常见金属(铜,镍,铝,钛)的微观组织演变,并总结整理了大量的组织特征,其中包括冷喷涂铜中的再结晶晶粒、退火孪晶、剪切带、亚微米晶粒、变形孪晶和纳米晶粒,冷喷涂镍中的动态再结晶,和冷喷涂铝中的形成的尺寸小于10nm的晶粒。文章还介绍了冷喷涂材料的后处理热处理和纳米压痕表征。最后,作者提出了借鉴旧经验,利用机器学习、纳米力学测试、高熵合金等新兴技术和材料,推进冷喷涂增材制造研究。

5.jpg
△未经处理的冷喷涂铜材料的EBSD表征(冷喷涂条件:气体温度473K,气压30bar):(a)IPF图像,(b)IQ图像,(c)KAM图像,(d)孪晶面边界图像。

西北工业大学探索冷喷涂固态增材制造高熵合金组织演变

2022年2月,西北工业大学凝固技术国家重点实验室李文亚教授等人使用冷喷涂技术,将微米尺度的FeCoNiCrMn颗粒以800m/s以上的速度喷射至基板上,利用高速撞击,引起了应变率高达108~109s-1的绝热塑性变形过程,并对HEA的剧烈塑性变形过程进行了研究。该研究丰富了学界对FeCoNiCrMn高熵合金大应变率极端塑性变形下微观组织及成分演变规律了解,为未来使用剧烈塑性变形条件进一步优化FeCoNiCrMn高熵合金微观组织,提高力学性能提供了重要依据。

220348gmkk48rmr44844wd.jpg
△冷喷涂FeCoNiCrMn高熵合金沉积体显微组织分析

冷喷涂专利申请情况分析

自1990年苏联科学院提出了冷喷涂的概念到2000年前,冷喷涂技术研究一直处于萌芽阶段,在该阶段基础研究较多,其他国家的科研机构和公司也相继开始冷喷涂的技术跟踪和科学研究,均取得了一定的成果,冷喷涂技术的专利申请也是增长较慢。

2001年,第一台商用冷喷涂原型机由美国的Ktech公司推出,ABS工业有限公司也开发了自己的喷涂系统,冷喷涂技术由基础研究阶段开始向工业领域商业化过渡,其在各个领域得到了广泛应用,这极大促进了冷喷涂技术的发展,因此,相应专利申请也迅速增长。

屏幕截图 2022-06-23 214125.jpg
△冷喷涂技术全球专利申请量和中国专利申请量随时间变化(单位:件)

近年来,随着新的冷喷涂技术发展、更加实用的冷喷涂设备被开发、不同学科交叉研究,冷喷涂技术得到进一步的发展,其专利申请量也在稳步发展。国内冷喷涂技术在2010年之前发展较为缓慢,在2011年之后维持稳步增长的水平。

通过对比各国冷喷涂技术的专利申请情况发现,日本的专利申请数量占比最高,其主要原因在于日本是冷喷涂技术研究较早的国家之一,且早在2003年,其对军备、航空、航海的零件尝试用冷喷涂工艺来修复,并取得了一定程度的成功。中国的专利申请量位居第二名,一些高校和科研院所都在早期就进行了相关的科学研究,例如西安交通大学、大连理工大学、中科院所等,但是主要技术在科研机构,例如西安交通大学在1995年率先研制了超声速火焰喷涂系统,后续也取得了大量的研究成果,同时研制的高性能涂层技术已广泛应用各个领域。美国的专利申请量位居第三名,其较早研制了气体动力喷涂的基础装置和工业化的计算机系统的气体动力喷涂设备,相应的科研机构较早就开始喷涂技术优化的研究工作。

6.jpg
△冷喷涂技术专利申请人的国别/地区分布

德国、韩国、俄罗斯的专利申请量也占据一定的比例,俄罗斯ITAM冷喷涂装置是最早研发并投入实际生产的,目前已研发了一系列的冷喷涂装置;德国CGT-Kinetics系列冷喷涂装置是在俄罗斯生产的装置基础上进行研发的装置,其最大的优点就是操作更加简便,涂层质量得到了明显的提高;俄罗斯奥布宁斯克粉末喷涂中心等成功研发了低压冷喷涂装置,其设备趋于小型化,操作安全适用于现场操作。

屏幕截图 2022-06-23 214632.jpg
△冷喷涂技术专利重点申请人分析

冷喷涂3D打印技术的发展方向

材料多样化
冷喷涂系统主要分为高压和低压两种形式,高压冷喷涂可以提供更高的喷涂压力(1.5~5.0MPa)和喷涂温度(最高1100℃),有更大的材料选择范围,喷涂气体使用氦气或氮气。低压冷喷涂使用的气体压力在0.8MPa以下,颗粒加速效果较差,材料选择范围也有所限制。冷喷涂粉末类型涵盖金属、陶瓷、高分子及复合粉末。对金属粉末的冷喷涂研究是最早开始的,主要以铜、铝、钛、镁、锌、锡、钽、铁基、镍基、钛基、镁基、锌基合金等稳态材料为主,目前朝着非晶、准晶和高熵合金等亚稳态材料方向发展。高分子粉末由于密度小,通常使用低压冷喷涂完成高分子材料沉积,冷喷涂使用的高分子材料主要有聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、氟乙烯丙烯(FEP)和聚酰胺12(PA12)。冷喷陶瓷粉末在普通冷喷涂下难以实现有效沉积,大都通过真空冷喷涂实现,如羟基磷灰石、TiN、TiO2等多以金属/陶瓷复合粉末的形式使用。金属/陶瓷复合粉末主要有Al‒Al2O3、Al‒SiC、Al‒Diamond、Ni‒Al2O3、Cu‒Al2O3、Ni‒WC和Co‒WC。同时,基体材料的多样化也进一步拓展了冷喷涂技术的应用,从金属‒金属体系发展到高分子‒金属、陶瓷‒金属等多种体系。

技术复合化
随着材料体系多样化的发展,原有的工艺条件不能满足特殊材料的沉积要求,因此,复合型冷喷涂技术的开发成目前的研究重点。西安交通大学焊接与涂层研究所开发了微锻辅助冷喷涂技术,在5~50μm的金属粉末中添加150~200μm左右的原位喷丸颗粒,喷丸颗粒在喷涂过程中对已沉积的涂层进行微锻造,通过夯实作用增强颗粒与颗粒之间的结合,提高涂层相对密度。微锻辅助冷喷涂技术在硬度高、塑性差的金属涂层制备中具有独特优势。剑桥大学和浙江工业大学激光加工技术工程研究中心开发了激光辅助冷喷涂技术,在冷喷涂沉积过程中引入激光辐照加热技术,通过调节机械手将激光斑点和喷涂束汇聚到一起,在颗粒沉积到基体之前二次预热颗粒,使颗粒的温度达到熔点附近。900℃激光辅助冷喷涂与正常冷喷涂相比,单道涂层厚度从869.5μm增加到1153μm,涂层中的WC体积分数从23.98%提高到29.35%。激光辅助冷喷涂技术通过二次预热提高了低塑性金属颗粒的塑性变形能力,有利于低塑性金属材料的涂层制备。下图所示为微锻辅助和激光辅助冷喷涂技术原理图。

屏幕截图 2022-06-23 215745.jpg
原位微锻辅助冷喷涂沉积示意图(a)和超音速激光沉积技术原理图(b)

应用高端化
冷喷涂技术产业化应用一直是困扰学术界的问题,由于冷喷涂技术还存在着结合强度不理想、沉积层脆性、耗气量高等问题,限制其在工业领域的大规模推广。目前,冷喷涂技术一般以军事、航天装备应用为主,美国埃尔斯沃斯空军基地利用氦气冷喷涂将6062铝合金粉末喷涂在2024铝合金表面,该技术应用于B-1B战略轰炸机紧固件孔埋头孔维修。美国廷克空军基地通过氦气冷喷涂将6061铝合金喷涂在AZ92A镁合金表面,用于修复TF-33发动机后变速箱壳体。美国加州圣塔芭芭拉的Inovati公司利用冷喷涂技术进行军用飞机零件的现场修复工作,极大缩短零件更换所需时间。美国moog公司利用冷喷涂技术对S-92Sump直升机进行修复处理,如下图所示。冷喷涂技术商业化应用主要为旋转靶材,如冷喷涂旋转钛铝、锌铝、锌锡、钛、钽、银、铜、镍铬等,应用于半导体、平面显示、磁存储、玻璃镀膜、装饰镀等领域。

屏幕截图 2022-06-23 215632.jpg
△冷喷涂技术再制造前后对比:(a)修复前;(b)修复后

冷喷涂3D打印技术的应用前景

冷喷涂低温高速的特性使其成为一种经济、环保的表面处理技术,冷喷涂的优点如涂层无氧化、颗粒可回收等是其他喷涂工艺所不能实现的,目前冷喷涂的材料已经从塑性较好的金属材料扩展到纳米材料,对于较难实现沉积的陶瓷材料等也会慢慢实现应用。

今后国内冷喷涂技术在以下研究方向仍有较大的进步空间:

新型冷喷涂设备与工艺的设计及优化。其中喷枪是喷涂设备中最重要的装置,改进和优化喷枪的结构是提高喷涂层质量最经济的方式,同时也可以制备更多材质的涂层。

冷喷涂过程的数值模拟。数值模拟可以更直观地了解喷涂过程中各种参数对涂层质量的影响,并且可以将模拟结果与实验结果进行比较,以优化实验方案并验证已有的理论。

使用冷喷涂制备新型涂层。扩大喷涂粉末的范围、提高喷涂粉末的沉积效率、提高涂层颗粒之间的结合力都是制备新型涂层的保证。国内虽然对此有一定的研究但是对各种耐热、隔热、医疗、轻量化等功能涂层开发仍然较少。

冷喷涂的前、后处理工艺。喷涂前对基体粉末的前处理和喷涂后对涂层的后处理对最终得到的涂层质量有很大的影响。冷喷涂涂层塑性差,在合适的处理工艺下制备强度高、塑性好的涂层仍比较困难。

工业部件的修复与增材制造。目前国内外已实现冷喷涂制造零件的报道,冷喷涂还可以应用于零件的快速修复,有望实现对多种类型损伤的修复,如裂纹、磨损等。

参考阅读:

1.   赵飞飞,杜峰.冷喷涂专利技术分析[J].中国科技信息,2022(12):49-51.
2.   秦加浩,方凯,连信宇,王永刚,王江,所新坤.冷喷涂陶瓷金属化沉积机理研究进展[J].粉末冶金技术,2022,40(02):118-125+130.DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021040001.
3.   邱翔.冷喷涂增材制造A380铝合金性能研究[D].中国科学技术大学,2020.DOI:10.27517/d.cnki.gzkju.2020.001151.
4.   解闻.镁合金表面冷喷涂Al-7075涂层形貌及残余应力研究[D].西安科技大学,2021.DOI:10.27397/d.cnki.gxaku.2021.000569.

上一篇:SAGA Space Architects采用3D打印,首创7米高的模拟月球栖息地
下一篇:Launcher利用金属3D打印,低成本制造卫星运输工具Orbiter的部件
回复

使用道具 举报

推动3D打印

关注南极熊

下载手机APP

联系QQ/微信9:00-16:00

392908259

南极熊3D打印网

致力于推动3D打印产业发展

快速回复 返回列表 返回顶部