定向能沉积(DED)增材制造:物理特性、缺陷、挑战和应用(4)( 三 )


未来方向
由于DED固有的灵活性和独特的能力 , 该技术的未来非常令人兴奋 。 在我们迄今为止讨论的关键领域中 , 使用DED修复零件的前景可能最为广阔 。 虽然DED不会取代传统的焊接站 , 但修理高价值或同类零件要比制造它们便宜得多 。 此外 , 添加不同的合金以延长使用寿命将使基于DED的修复比仅焊接更令人兴奋 。 DED平台将用于使用类似合金进行修复 , 并在修复过程中沉积金属-陶瓷复合材料 , 以延长使用寿命或改善植入物的生物相容性 。

顶部)带有用于材料沉积的挤压喷嘴的多材料生物打印机示意图 。 底部)生物打印3D支架的血管化进展 。 1)载细胞材料(蓝色)以任何方向印在基底上2)基质材料填充构建层周围区域3)添加额外基质或血管化材料4)冲洗载细胞小管以洗去多余材料并孵育 , 使内皮前细胞衬在支持基质上 , 使其能够在生物条件下培养 。
还可以预见 , DED将在多材料AM领域流行 , 包括可以自然构建的微观结构设计 。 多材料结构只能使用DED或HAM平台在一次操作中制造 。 在未来几年 , 在不同位置定制特定于应用程序的属性可能会成为一项颠覆性技术 。 为了使其更加可行 , 多材料CAD和相关FE分析及拓扑优化技术的进步需要进一步成熟 , 以提供这些多材料零件的可靠性和再现性 。 切片软件的进一步改进 , 如自适应和/或局部自适应切片和刀轨生成软件对不同位置的不同材料沉积敏感 , 将使多材料AM更容易实现 。
除金属和合金外 , 预计DED还会影响氧化物和碳化物基陶瓷或高温硼化物或氮化物基陶瓷的直接陶瓷加工 。 陶瓷的DED可用于硬质涂层或小型特种块体陶瓷结构 。 最后 , 预计未来几年将使用DED技术设计出新的合金 。 在受控环境下进行成分修改的固有灵活性以及可通过DED加工的多种金属和陶瓷的多功能性是合金设计的一大优势 。 当然 , 随着越来越多的用户使用可靠的机器工作 , 并有信心将其用于关键应用 , 使用DED制造复杂零件或在现有零件上添加多孔或致密涂层也将增长 。 由于有如此多的探索机会 , 包括我们今天可以想象的应用程序和其他我们只会在未来学习的应用程序 , 因此 , 随着时间的推移 , DED是一个更具吸引力的旅程 。
来源:Directed energy deposition (DED) additive manufacturing: Physical characteristics defects challenges and applications materials today doi.org/10.1016/j.mattod.2021.03.020
参考文献:
【定向能沉积(DED)增材制造:物理特性、缺陷、挑战和应用(4)】J. Manyika M. Chui J. Bughin R. Dobbs P. Bisson A. MarrsDisruptive Technologies: Advances that will Transform Life Business and the Global Economy McKinsey & Company Washington DC (2013)

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