供稿人：楊坤 湯慧萍 發(fā)布日期：2017-11-15
金屬3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是電子束選區(qū)熔化（EBM）和激光選區(qū)熔化（SLM），使得傳統(tǒng)技術(shù)難以制備的微桁架結(jié)構(gòu)成為了當(dāng)前3D打印領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。現(xiàn)有研究大多通過(guò)改變單胞的立體結(jié)構(gòu)，來(lái)研究微桁架材料的力學(xué)性能，但對(duì)于微桁架的微觀組織對(duì)力學(xué)性能的影響還缺乏充分研究。與此同時(shí)，金屬3D打印過(guò)程產(chǎn)生氣孔、熔合不良等微觀缺陷也會(huì)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。
英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)采用電子束選區(qū)熔化技術(shù)（EBM）制備了不同孔隙率的Ti-6Al-4V十字網(wǎng)格微桁架材料，通過(guò)對(duì)桁架進(jìn)行不同的熱處理，以此來(lái)闡明為微觀組織和缺陷對(duì)微桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能影響。
研究結(jié)果表明，低于β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)，熱處理對(duì)桁架微觀組織的影響不大；而在β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上熱處理時(shí)，不僅粗化了微觀組織，而且使得微桁架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度下降了10%。另外，EBM制備的微桁架材料單胞桿的直徑（孔隙率）與其壓縮強(qiáng)度符合簡(jiǎn)單的Gibson- Ashby函數(shù)關(guān)系。
作者用μ-CT獲得了不同孔隙率的微桁架結(jié)構(gòu)中缺陷的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)方向的缺陷分布不同。對(duì)于豎直方向生長(zhǎng)的單胞而言，其缺陷大多分布在電子束掃描的搭接處，而對(duì)于水平生長(zhǎng)而言，缺陷則大多分布在單胞桿表面，并且不同位置缺陷的形成機(jī)制進(jìn)行了解釋。
