亚搏app官网版 哈工程科研团队发明多材料3D打印“无混粉”新钥匙!
发布日期：2026-04-07 11:21 点击次数：96
把两种性能都备不同的金属无缝和会到消释个零件里，会碰撞出如何的火花？比如一半用耐腐蚀性强的不锈钢，一半用耐高温的镍合金，这么造出来的航空发动机零件，既能扛住燃料的腐蚀，又能承受上千度的高温，险些是工业界的“超等硬汉”。
近日，哈尔滨工程大学烟台参议院报说念了一则参议收尾，由该院杨守峰阐扬团队的在读博士生李琳以第一作家，在机械工程界限顶级期刊《海外机床与制造杂志》（International Journal of Machine Tools and Manufacture）上发表了题为“基于无级变速传动（CVT）启发的层内粉末千里积梯度策略杀青微喷嘴绝交激光粉末床熔解中异质界面的均匀化”（Achieving heterogeneous interface uniformity in micronozzle-controlled laser powder bed fusion via Continuously Variable Transmission-inspired in-layer gradients of powder deposition）的参论说文。
该著述提倡了一种层内粉末千里积梯度调控策略，得手杀青了多材料激光粉末床熔融（LPBF）中异质界面的连气儿均匀过渡，为高性能多材料增材制造提供了新范式。
论文流畅：
https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2026.104384
从汽车变速箱里借来的“金点子”
咱们通常说的3D打印金属零件，大多是用消释种金属粉末一层层“堆”出来的，两种金属材料合在一都会产生“异质界面过渡费事”。传统的法式要么是提前把两种粉末混在一都，要么是两种粉末各占半边平直拼起来。前者没法精确均匀绝交两种金属含量；后者中间的接缝处很容易裂开，并且性能会短暂“跳崖”，受力的时分十分容易断。
图1 受CVT启发的粉末千里积策略暗示图，该策略用于在多材料LPBF中制备光滑连气儿的水平梯度界面。该见解通过对接两种不同材料的互补厚度梯度，杀青了单层粉末内的因素过渡，与传统界面狡计比拟，或者杀青不同材料之间更光滑、更连气儿的过渡。
团队参议的灵感，来自汽车里的无级变速器（CVT）。开过CVT变速箱汽车的东说念主都知说念，这种变速箱换挡的时分十分平顺，不会像传统变速箱那样有抑扬感，因为它的传动比是连气儿变化的，而不是一跳一跳的。
“既然变速箱能杀青能源的连气儿过渡，咱们为啥不可让金属粉末也杀青连气儿过渡呢？”论文第一完成东说念主、哈工程在读博士生李琳顺着这个想路想，发明了一种“CVT型界面”设政策略，操作起来旨趣十分玄机：
不错把打印用的粉末层设想成一块双拼蛋糕，左边铺316L不锈钢粉末，右边铺IN718镍基高温合金粉末。左边不锈钢铺得厚，越往右越薄；右边镍合金铺得厚，越往左越薄，两种粉末的厚度刚好酿成互补的陡坡，严丝合缝地拼在一都。
这么打印出来的零件，因素是从不锈钢逐步过渡到镍合金的，亚搏app莫得生硬的分界线。并且扫数这个词经由不需要提前把粉末混在一都，完整遁入了混粉不均匀的问题，粉末诓骗率还能达到90%以上，既环保又省钱。
打印收尾若何样？
为了考证这个法式好不好用，团队作念了多数的施行，收尾比预期的还要好：
性能过渡丝滑不“卡顿”
从不锈钢侧到镍合金侧，强度是逐步升高的，就像坐扶梯上楼同样镇定，不会像往日那样短暂“跳班”，大大镌汰了因为应力采集导致零件断裂的风险。
微不雅组织更均匀
当把不锈钢粉末铺在镍合金粉末上头时，冷却速率十分快，能让金属晶粒变得更细更均匀，就像揉面揉得越匀，蒸出来的馒头越筋说念同样，零件的合座性能也更好。
界面强度大幅擢升
经过测试，用这种法式作念出来的零件，界面的抗剪切才智比传统法式高许多，就算受到很大的外力，也谢却易从两种材料的接缝处断开。
参议团队线路，这个法式不仅能用在激光粉末床熔融这种3D打印技能上，还能扩充到其他多种多材料3D打印工艺里，将来以至不错杀青陶瓷和金属、高熵合金等更多种材料的无缝和会。
图2 三种结构CVT界面的显微硬度漫衍弧线
有什么应用场景？
这项技能相宜多种应用场景：
航空航天界限
不错用来制造航空发动机的叶片、火箭的拆除室等环节零件，一半耐高温，一半抗腐蚀，分量还能缩小不少，能让飞机飞得更远、火箭运得更多。
核工业界限
核反馈堆里的零件需要同期扛住发射、高温煦腐蚀，用这种法式作念出来的零件，使用寿命能延迟好几倍。
医疗界限
不错用来制造个性化的东说念主体植入物，比如接骨用的钢板，一半用和骨头弹性接近的材料，一半用高强度材料，既能和东说念主体更好地兼容，又能保证据足的强度。
图3 三维多材料编制结构，杀青多材料新结构的创意狡计和制造，赋予新功能、高性能
深刻了解该参议请赶赴： 论文援用
Lin Li， Qimin Shi， Mingjie Xin， Zhongyi Zhang， Han Yu， Shoufeng Yang，Achieving heterogeneous interface uniformity in micronozzle-controlled laser powder bed fusion via continuously variable transmission-inspired in-layer gradients of powder deposition，International Journal of Machine Tools and Manufacture，Volume 217，2026，104384，ISSN 0890-6955，https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2026.104384.
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