丝弧增材多孔金属

孔隙均匀

将焊接气孔缺陷转化为有益结构，直接逐层制造毫米级孔隙的多孔金属，免去激光增材的逐点扫描。

任大鑫 · Ba, Xianli · 张兆栋 · 张昭 · 赵坤民 · 刘力铭

Materials and Design 2023

具体参数

孔隙率

{'zh': '87', 'en': '87'} %

孔径范围

{'zh': '500-2700', 'en': '500-2700'} μm

沉积速率

{'zh': '11.5', 'en': '11.5'} kg/h

孔壁显微硬度

{'zh': '200', 'en': '200'} HV

技术优势

免去逐点扫描

不同于激光增材沿微路径沉积孔壁，本工艺直接形成宏观孔隙结构，简化制造流程。

孔隙均匀且可控

通过向熔池引入空气作为造孔剂，获得直径500–2700 μm的均匀孔隙，孔隙率可在49%–87%间调控。

沉积速率高

工艺可实现11.5 kg/h的高沉积速率，适合快速制造大型多孔金属件。

孔壁硬度高

孔壁因马氏体形成而具有超过200 HV的显微硬度，力学性能优异。

应用场景

• 多孔金属植入物：孔径可调且孔壁高硬，适合定制骨植入体结构。
• 金属增材制造：以电弧为热源的高速率沉积，提供多孔金属新工艺路线。
• 轻量化结构件：孔隙率高达87%，可大幅降低金属结构重量。
• 航空航天多孔部件：高孔隙率和可控孔径满足航空航天轻质功能件需求。