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【推荐】微小构件熔滴4D打印成型机理和成型工艺探索

2023-01-16 来源:锦州机械信息网

在成型可变形微小构件之初,应对其材料属性和结构特点进行系统分析。采用形状记忆合金成型微小构件时除了要求无缺陷和保证具有一定的力学性能外,还须保证形状记忆合金功能达到所需要求。因此,它比一般结构材料成型难,成型工艺所受限制也更多,这给形状记忆合金成型技术带来了很大的难度。由于形状记忆合金组织和力学性能对温度变化极为敏感,高温下对N、O、H的亲和力强,在成型过程中很容易吸收这些气体,在成型界面处形成脆性化合物。同时,在成型过程中为保持形状记忆效应,应防止马氏体相变,并设法控制热影响区大小,防止晶粒长大破坏母材的有序点阵结构而影响其形状记忆效应。形状记忆合金制备方法有提拉法、液态金属冷却定向凝固法和区域熔化液态金属冷却法等。目前,相对成熟的金属件3D打印技术主要有激光快速成型、电子束快速成型和微束等离子焊快速成型。激光快速成型最重要特点是热量集中,加热快冷却快热影响区小,进而影响金属相形成的均匀度。电子束快速成型的优点有能量密度高,热影响区小,变形小,生产率高等,但成型精度低。3D成型工艺实现4D打印的2D降维制造。利用4D打印成型方法,采用微喷熔滴电磁约束沉积成型技术实现对血管支架快速制造,通过控制成型过程中供料方式、能量输入、工艺参数、环境特性以及成型温度控制等工艺参数,实现对血管支架控型空性制造成型,使其具有良好精度和质量。成型后在电磁激励下发生弯曲、扭曲、膨胀等自我变形最终达到预设三维空间构型,完成满足力学性能和和部分医学性能(如形状匹配、功能稳定性等)的血管支架的4D打印成型。

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