采用單道掃描制備的NiTi薄壁件，其側(cè)面侵蝕后的熔池形貌會(huì)展現(xiàn)與常規(guī)LPBF塊體或薄壁不一樣的特征。隨著功率增大，熔池邊界從淺凹型逐漸變?yōu)樯頥型加兩側(cè)肩部。低功率時(shí)，激光沖擊力度小，散熱主要沿著底部已凝固金屬向下傳遞，高功率下激光沖擊力度大，熔池更深，心部散熱介質(zhì)主要是已凝固金屬，因此會(huì)出現(xiàn)常見的V型，但兩側(cè)散熱介質(zhì)有粉末和凝固金屬，且四周粉末導(dǎo)熱遠(yuǎn)不如底部已凝固金屬，因此散熱方向主要沿豎直方向。成形塊體材料時(shí)兩側(cè)肩部會(huì)被覆蓋，常規(guī)LPBF成形薄壁時(shí)由于壁厚尺寸太大，這種肩部效應(yīng)也無法呈現(xiàn)出來，因此這是在單道掃描模式和極小壁厚尺寸共同作用下產(chǎn)生的獨(dú)特特征。

圖10. μ-LPBF、常規(guī)LPBF、傳統(tǒng)鍛造三種工藝制備的NiTi合金相變行為（相變峰寬、馬氏體相變焓）的對比。

本研究發(fā)現(xiàn)，μ-LPBF制備的NiTi薄壁材料會(huì)呈現(xiàn)更寬的相變峰寬以及更低的相變焓。這可能與其弱的熱歷史帶來的更嚴(yán)重成分不均勻性有關(guān)。

圖11. μ-LPBF制備NiTi合金薄壁的拉伸性能與記憶效應(yīng)。
圖12. μ-LPBF制備的NiTi合金微晶格和微支架的力學(xué)和形狀回復(fù)功能。

 結(jié)論

     本研究在μ-LPBF的基礎(chǔ)上優(yōu)化組合工藝參數(shù)，顯著提高了制造性能，獲得了較好的力學(xué)和功能特性。還從掃描模式和熱歷史角度分析了微尺度打印NiTi獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)與相變行為，這將為微尺度金屬增材制造提供一定理論指導(dǎo)。但本研究依然處于初步探究，對于一些深入的科學(xué)機(jī)理比如微尺度打印下孿晶、析出相等微觀組織的演變行為、成分分布的精準(zhǔn)測定、熱歷史的模擬分析，以及成形器件的實(shí)際應(yīng)用問題如疲勞性能、功能循環(huán)穩(wěn)定性、批量制造穩(wěn)定性等依然需要進(jìn)一步研究和深入分析。

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