燒結(jié)的案例
面投影燒結(jié)3D打印技術(shù)，一次一層，Vistech直接圖像紅外燒結(jié)DLP-PBF
2021年7月3日，南極熊從外媒了解到，去年挪威公司Visitech發(fā)布了能夠燒結(jié)塑料粉末的滾動式DLP投影儀的消息，宣布3D打印了尼龍粉末。據(jù)稱，它有可能在粉末床熔融（PBF）的領(lǐng)域中開辟出一種高產(chǎn)量和低成本的新方法。這種新的紅外（IR）PBF技術(shù)被稱為直接圖像紅外燒結(jié)（DIS）。但南極熊更喜歡叫它為“面燒結(jié)”。
紅外面曝光技術(shù)，一次燒結(jié)一層
其實(shí)，南極熊認(rèn)為，這可以說是一臺近紅外投影儀。但現(xiàn)在，Visitech已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一些粉末材料的燒結(jié)。長期以來，塑料PBF通常是指選擇性激光燒結(jié)（SLS），激光在粉末床上逐點(diǎn)移動，邊移動邊熔化塑料顆粒。雖然比熔融沉積FDM技術(shù)具有更高的分辨率，但它的速度很慢，還需要后期對表面進(jìn)行處理。正如基于投影儀的數(shù)字光處理（DLP）在基于激光的立體光刻（SLA）技術(shù)上取得的進(jìn)展一樣，DIS也將是PBF技術(shù)的巨大進(jìn)化。
△世界上第一個(gè)使用 IR 打印的用于燒結(jié)粉末床融合（DIS）的船模型。圖片由 Visitech 提供
據(jù)Visitech稱，DIS以更高的打印速度、分辨率來改進(jìn)SLS。一次曝光燒結(jié)融合一整層，DIS就像DLP一樣，以指數(shù)級的方式提高了SLS的3D打印速度。而且Visitech還開發(fā)了一個(gè)滾動子系統(tǒng)來堆疊多個(gè)光引擎和一個(gè)運(yùn)動平臺，變成滾動投影，將擴(kuò)大打印的尺寸，并提升生產(chǎn)效率。
△堆疊多個(gè)光機(jī)來擴(kuò)大打印尺寸、提升打印速度
Visitech表示，DIS是公司大量研究的結(jié)果，他們在DLP光機(jī)方面有20年的經(jīng)驗(yàn)。為了創(chuàng)造這項(xiàng)技術(shù)，必須克服與電源管理和系統(tǒng)冷卻有關(guān)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。為了在一次照射曝光中實(shí)現(xiàn)全層圖像投影，研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須找到一個(gè)足夠強(qiáng)大的光源，來高精度熔化粉末。
展開 碳化硅陶瓷9大燒結(jié)技術(shù)大揭秘
（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
碳化硅陶瓷的燒結(jié)過程非常重要，經(jīng)過眾多研究者研究和探索工作，先后發(fā)展了各種燒結(jié)技術(shù)，包括反應(yīng)燒結(jié)、常壓燒結(jié)、重結(jié)晶燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)，以及近二十年來的新型燒結(jié)技術(shù)，如放電等離子燒結(jié)、閃燒、振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)等。
熱壓燒結(jié)
美國Norton公司的Alliegro等人研究發(fā)明制備碳化硅陶瓷的熱壓燒結(jié)法。碳化硅粉末填入模具中，升溫加熱過程中保持一定壓力，最終實(shí)現(xiàn)成型和燒結(jié)同時(shí)完成的燒結(jié)方法。熱壓燒結(jié)的特點(diǎn)是加熱加壓同時(shí)進(jìn)行，在合適的壓力-溫度-時(shí)間工藝條件控制下實(shí)現(xiàn)碳化硅的燒結(jié)成型。熱壓燒結(jié)法存在的弊端是機(jī)器設(shè)備復(fù)雜，模具材料要求高，生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)，只適合制備簡單形狀的零件，且能源消耗大，生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)成本高。工藝流程如下所示：
碳化硅坯體熱(等靜)壓燒結(jié)工藝流程圖
反應(yīng)燒結(jié)
反應(yīng)燒結(jié)碳化硅最早由P.Popper在上世紀(jì)50年代提出，其工藝過程是將碳源和碳化硅粉混合，通過注漿成型，干壓或冷等靜壓成型制備出坯體，然后進(jìn)行滲硅反應(yīng)，即在真空或惰性氣氛下將坯體加熱至1500℃以上，固態(tài)硅熔融成液態(tài)硅，通過毛細(xì)管作用滲入含氣孔的坯體。液態(tài)硅或硅蒸氣與坯體中C之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，原位生成的β-SiC與坯體中原有SiC顆粒結(jié)合，形成反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷材料。
展開 智芯文庫 | 碳化硅陶瓷9大燒結(jié)技術(shù)大揭秘
工藝流程圖如下：
（碳化硅坯體反應(yīng)燒結(jié)工藝流程圖）
反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的優(yōu)勢是燒結(jié)溫度低、生產(chǎn)成本低、材料致密化程度較高，特別是反應(yīng)燒結(jié)過程中幾乎不產(chǎn)生體積收縮，特別適合大尺寸復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的制備。高溫窯具材料、輻射管、熱交換器、脫硫噴嘴等均是反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的典型應(yīng)用。
常壓燒結(jié)
1974年由美國GE公司的S.Prochazka等人研制發(fā)明。常壓燒結(jié)碳化硅是在不施加外部壓力的情況下，即通常在1.01×105Pa壓力和惰性氣氛條件下，通過添加合適的燒結(jié)助劑，在2000～2150℃間，可對不同形狀和尺寸的樣品進(jìn)行致密化燒結(jié)。碳化硅的常壓燒結(jié)可分固相燒結(jié)和液相燒結(jié)兩種工藝。
（常壓燒結(jié)碳化裝甲）
固相常壓燒結(jié)碳化硅能夠達(dá)到較高的致密度3.10～3.15g/cm3，且沒有晶間的玻璃相，擁有出色的高溫力學(xué)性能，其使用溫度能達(dá)到1600℃。但是須注意固相燒結(jié)碳化硅的燒結(jié)溫度過高時(shí)，可能導(dǎo)致其晶粒過大而降低材料的抗彎強(qiáng)度。
液相常壓燒結(jié)碳化硅的出現(xiàn)進(jìn)一步拓展了碳化硅陶瓷材料的應(yīng)用范圍。液相燒結(jié)中液相的出現(xiàn)通常通過單個(gè)組分的熔化、兩個(gè)或多個(gè)組分的共晶形成。液相的產(chǎn)生提供了高擴(kuò)散率路徑從而來提高燒結(jié)速度，所以液相燒結(jié)具有比固態(tài)燒結(jié)溫度低的優(yōu)點(diǎn)，且晶粒尺寸小，殘留在晶間的液相將碳化硅陶瓷的斷裂模式從穿晶斷裂改變?yōu)檠鼐嗔眩瑥亩岣吡瞬牧系目箯潖?qiáng)度及斷裂韌性。
SiC的常壓燒結(jié)技術(shù)已趨于成熟，其優(yōu)勢在于生產(chǎn)成本較低，對產(chǎn)品的形狀尺寸沒有限制，特別是固相燒結(jié)SiC陶瓷的致密度高，顯微結(jié)構(gòu)均勻，材料綜合性能優(yōu)異。
展開 幾乎無收縮和變形，墨科瑞發(fā)明粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫燒結(jié)技術(shù)
BJB技術(shù)是在常規(guī)BJ技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，其核心技術(shù)是將全新的金屬“生坯”低溫釬焊燒結(jié)（Brazing）技術(shù)融入到常規(guī)BJ工藝的后處理燒結(jié)過程中。
BJB技術(shù)流程：
1. 金屬粉末通過水性粘結(jié)劑噴射3D打印成生坯；
2. 生坯經(jīng)烘干及低溫燒結(jié)處理后包裹上特殊的釬焊合金漿料（多種處理方法之一）；
3. 經(jīng)400℃-1200℃低溫釬焊滲透燒結(jié)（不同的金屬可以選擇不同的釬焊合金；釬焊溫度比常規(guī)燒結(jié)溫度低200℃-300℃），熔化的釬料合金滲透填滿生坯骨架縫隙，即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的金屬部件。
例如，316L不銹鋼“生坯”，傳統(tǒng)的BJ技術(shù)燒結(jié)溫度為1350℃左右；特種BJB技術(shù)通過選擇合適的釬料合金，可以在1100℃左右通過相對低溫的釬焊滲透燒結(jié)即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對稱變形的316L不銹鋼部件（收縮變形量可以控制在5%以內(nèi)）。BJB技術(shù)通過在一個(gè)相對低很多（200多度）的溫度下釬焊燒結(jié)，節(jié)省了大量能源，節(jié)能環(huán)保。
BJB相關(guān)的底層技術(shù)目前已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)；該技術(shù)也適用于FDM等其他“間接金屬3D打印技術(shù)”生坯的后處理冶金燒結(jié)，都受到專利的保護(hù)。
03
BJB技術(shù)打印和釬焊燒結(jié)的成品
下圖是長沙墨科瑞公司利用BJB技術(shù)打印和釬焊燒結(jié)的一些316L不銹鋼零部件：
△粘結(jié)劑噴射3D打印的生坯
△燒結(jié)后的金屬成品
BJB技術(shù)發(fā)明人李昕說：“要想徹底解決粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的收縮變形問題，從現(xiàn)有的技術(shù)背景來看，目前很難再找到像BJB技術(shù)這樣具有低成本綠色節(jié)能競爭優(yōu)勢的技術(shù)路徑了。”
展開 
散熱熱管之燒結(jié)型熱管的參數(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
這里特別注意的一點(diǎn)是，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)在填粉過程中是采用讓粉末自然堆積的方式，一旦粉末形狀選擇后，孔隙度就大致決定了，而能再改變最大熱傳量及熱阻的因素就只剩燒結(jié)層厚度及粉末粒徑。由于使用針狀粉末堆積，在計(jì)算時(shí)與球狀堆積結(jié)果會有不同，但趨勢則大致是相同的。圖5為內(nèi)徑2.4mm、長度200mm、操作溫度60℃水平放置之熱管，燒結(jié)層厚度、粉末粒徑對最大熱傳量及熱阻之理論計(jì)算結(jié)果圖。而設(shè)定孔隙度為55%除了根據(jù)熱管文獻(xiàn)指出一般使用燒結(jié)式熱管其孔隙度約在50～60%，本文實(shí)際量測結(jié)果也在此值附近。
圖5：wick厚度、粒徑與Qmax及R之關(guān)系
先看燒結(jié)層方面，增加燒結(jié)層厚度有助于最大熱傳量的增加，但也造成熱阻值加大，當(dāng)燒結(jié)層厚度約在0.5mm時(shí)有熱傳量的極大值，厚度再增加反而造成蒸汽通道過窄影響熱傳量。粉末粒徑的影響主要在最大熱傳量方面，理論上其與熱阻無關(guān)。由圖中可發(fā)現(xiàn)，粒徑增加有助于熱傳量的提升，當(dāng)燒結(jié)層厚度逐漸增加，粒徑增加對熱傳量的提升效果逐漸縮小；而當(dāng)燒結(jié)層厚度較薄時(shí)，粒徑增加幾乎使熱傳量成等比例增加。但實(shí)際應(yīng)用上仍有困難，例如使用燒結(jié)層厚度0.3mm、粒徑約100mm的粉末，幾乎已經(jīng)占燒結(jié)層厚度的三分之一，在填粉時(shí)隨時(shí)都有可能形成架橋（bridging），造成燒結(jié)層間斷的情形。綜合燒結(jié)層厚度與粉末粒徑結(jié)果，顯示燒結(jié)層厚度選擇0.5mm、而粒徑~100mm能有較大的熱傳量。
展開 基于低溫燒結(jié)的高比能固態(tài)電池的厚氧化物正極
因此，應(yīng)開發(fā)低溫燒結(jié)技術(shù)，設(shè)計(jì)并制備具有自限性的、電子和離子導(dǎo)電的、與LATP和LCO緊密接觸的界面相勢在必行。
工作介紹
近日，南京林業(yè)大學(xué)韓響副教授、廈門大學(xué)陳松巖教授、美國華盛頓大學(xué)楊繼輝教授和西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室劉俊教授在Energy & Environmental Science上發(fā)了題為“All Solid Thick Oxide Cathodes based on Low Temperature Sintering for High Energy Solid Batteries”的論文。該工作通過原位低溫液相燒結(jié)，在LATP基固態(tài)電池中構(gòu)建了一種薄且連續(xù)的混合導(dǎo)電界面。這些混合導(dǎo)電界面相極大地改善了載流子輸運(yùn)性質(zhì)，在LATP/LiCoO2復(fù)合正極體系實(shí)現(xiàn)了~6 mAh cm-2面積容量。該技術(shù)也適用于富鎳正極材料，面積容量高達(dá)~10 mAh cm-2，有望實(shí)現(xiàn)比能量大于400 Wh kg-1的SSB。與使用氧化物和硫化物SSE的混合正極相比，該復(fù)合極的面容量分別提高了十倍和三倍。廈門大學(xué)楊勇教授，西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室王崇民教授和南方科技大學(xué)張文清教授對文章的提升和組織給與了重要幫助。
內(nèi)容表述
1. LABTP/LCO復(fù)合正極的設(shè)計(jì)和面容量
圖1. 采用液相燒結(jié)技術(shù)制備LABTP/LCO固態(tài)復(fù)合正極的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和面積容量。
當(dāng)固液界面之間的二面角（ψ）滿足2γsl<γ< span="">ss時(shí)，晶界完全潤濕，使用具有較低γsl的添加劑，能有效促進(jìn)燒結(jié)過程中晶粒的潤濕。B2O3具有極低的界面能、熔點(diǎn)為450 ℃，因此可以作為LATP和LCO燒結(jié)的助劑。本文在LATP中添加1 wt %B2O3（LABTP），通過放電等離子燒結(jié)(SPS)，將厚LABTP/LCO復(fù)合固態(tài)正極燒結(jié)在致密的LABTP片上。
展開 鑄造知識匯總：燒結(jié)生產(chǎn)工藝及參數(shù)對生產(chǎn)順行的影響.docx終版
這就是燒結(jié)系統(tǒng)局部的“拋磚”以便引來生產(chǎn)全盤的“玉石”，這一觀點(diǎn)筆者曾在去年的《燒結(jié)干好！高爐干倒！》一文中提到的內(nèi)容，從生產(chǎn)全盤的角度來講，不必計(jì)較局部的最低成本，否則即是局部成本略降，全盤成本劇升的局面。燒結(jié)系統(tǒng)至此先暫時(shí)告一段落，下面介紹一下高爐系統(tǒng)的觀點(diǎn)。
voxeljet 推出用于高速燒結(jié)的PP和TPU材料，汽車和體育用戶已開始驗(yàn)證
以粘結(jié)劑噴射技術(shù)(binder jetting)而被業(yè)界所熟知的德國voxeljet-維捷在2017年推出了HSS-高速燒結(jié)設(shè)備。
最初voxeljet 的高速燒結(jié)設(shè)備可打印的材料為PA12(尼龍)，在對PA12 材料進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)，voxeljet 還在拓展新的高速燒結(jié)3D打印材料。近日，voxeljet 就發(fā)布了兩款新的高速激光燒結(jié)材料-PP和TPU。目前，汽車與體育用品制造領(lǐng)域的工業(yè)用戶已在驗(yàn)證這些材料的應(yīng)用。
汽車、體育等領(lǐng)域的直接零部件制造
與voxeljet一直以來所專注的鑄造業(yè)砂模與熔模解決方案不同的是，高速燒結(jié)工藝針對的是與注塑行業(yè)相競爭的應(yīng)用領(lǐng)域，制造具有與選擇性激光燒結(jié)，多噴射融合或注塑成型相似性能和質(zhì)量的零件。在實(shí)際應(yīng)用中，可以制造多功能和功能完整的原型，例如支架、帶扣、鞋底和用于最終用途的其它功能部件，以及汽車內(nèi)飾件和產(chǎn)品包裝等領(lǐng)域。
voxeljet首席執(zhí)行官Ingo Ederer博士表示，voxeljet 提供材料開發(fā)服務(wù)，并為新材料提供測試和批準(zhǔn)服務(wù)。針對高速燒結(jié)3D打印技術(shù)，voxeljet 在9個(gè)月之內(nèi)完成了對各種級別PA 材料的驗(yàn)證。除此之外，voxeljet 還在為客戶開發(fā)定制的高速燒結(jié)材料，包括應(yīng)用非常廣泛的塑料材料PP（聚丙烯)。
圖片來源：voxeljet
目前，voxeljet 已經(jīng)在較小的高速燒結(jié)設(shè)備VX200 HSS 上成功打印了PP材料。未來一段時(shí)間，voxeljet還會驗(yàn)證PP材料在大型自動化高速燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備VJET XHSS 中的應(yīng)用，這一設(shè)備預(yù)計(jì)在2019年底上市。
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這就是燒結(jié)系統(tǒng)局部的“拋磚”以便引來生產(chǎn)全盤的“玉石”，這一觀點(diǎn)筆者曾在去年的《燒結(jié)干好！高爐干倒！》一文中提到的內(nèi)容，從生產(chǎn)全盤的角度來講，不必計(jì)較局部的最低成本，否則即是局部成本略降，全盤成本劇升的局面。燒結(jié)系統(tǒng)至此先暫時(shí)告一段落，下面介紹一下高爐系統(tǒng)的觀點(diǎn)。
悉尼大學(xué)鄭榮坤：稀土永磁材料-燒結(jié)釹鐵硼最新研究進(jìn)展
然而燒結(jié)釹鐵硼成品的矯頑力卻只有理論值（斯托納—沃爾法特極限）的20-30% （通常稱為布朗悖論），這嚴(yán)重限制了釹鐵硼的應(yīng)用。現(xiàn)有理論認(rèn)為，燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力主要由在退磁過程中晶粒邊界附近產(chǎn)生的反向磁疇所需形核場決定。因此對晶粒邊界如何影響矯頑力進(jìn)行三維定量分析尤其重要，這樣不僅可以加深對稀土永磁矯頑力機(jī)制的了解，還對實(shí)踐生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
【成果簡介】
近日，悉尼大學(xué)鄭榮坤副教授（通訊作者）和第一作者陳翰笙博士與團(tuán)隊(duì)成員使用背散射衍射技術(shù)、原子尺度三維原子探針技術(shù)、以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為模擬參數(shù)擬合基礎(chǔ)的微磁學(xué)模擬技術(shù)報(bào)道了在燒結(jié)釹鐵硼中由于在納米尺度下成分不均勻的晶所導(dǎo)致的矯頑力進(jìn)一步減低，并對晶粒邊界成分和矯頑力進(jìn)行了三維定量分析。研究表明在燒結(jié)釹鐵硼中的晶粒邊界中鐵磁性元素（鐵和鈷）在70 nm的范圍內(nèi)從67 at.%減少至10 at.%。這種成分不均勻的晶粒邊界附近產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場比含有同等鐵磁性元素含量的均勻的晶粒邊界產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場小27%。該成果不僅對工業(yè)生產(chǎn)，諸如納米尺度下控制晶粒邊界成分結(jié)構(gòu)，具有指導(dǎo)意義， 同時(shí)本文所采用的分析方法也可以應(yīng)用在其他磁性材料的成分與磁性性能的關(guān)系研究上。該研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”為題刊登出版在Physical Review Materials上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：燒結(jié)釹鐵硼在不同溫度 （280、300、320、340和360 K）下的磁滯回線。
圖2：燒結(jié)釹鐵硼在微米尺度下的顯微結(jié)構(gòu)。
展開 秸稈等為材料，東北林大團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型激光燒結(jié)桌面3D打印機(jī)
兩年前，郭艷玲通過市場調(diào)查了解到，能夠利用生物質(zhì)材料的工業(yè)級國產(chǎn)激光燒結(jié)打印機(jī)，全中國存量不到800臺，一些非激光燒結(jié)3D打印機(jī)雖然價(jià)格低廉，但效果不佳，而具有高精度打印功能的工業(yè)級激光燒結(jié)打印機(jī)售價(jià)動輒高達(dá)五六十萬元到幾百萬元，價(jià)格讓很多企業(yè)望而卻步。
郭艷玲團(tuán)隊(duì)3D打印的藝術(shù)品。(圖片由東北林業(yè)大學(xué)提供)
兩年來，郭艷玲團(tuán)隊(duì)連續(xù)研發(fā)了三代3D打印機(jī)，獨(dú)立開發(fā)了工藝參數(shù)智能優(yōu)選等軟件系統(tǒng)，將部分硬件的功能軟件化，保證高度精準(zhǔn)的同時(shí)，極大降低了成本。第三代桌式激光燒結(jié)3D打印機(jī)，具有工業(yè)機(jī)的功能和桌面機(jī)的價(jià)格，由于打印零件無需支撐，打印精度高，經(jīng)過后期處理，其力學(xué)強(qiáng)度可與木材、聚合物、陶瓷等材料相媲美，可以自由打印出任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育、工業(yè)鑄造、藝術(shù)品制作多種領(lǐng)域。
郭艷玲團(tuán)隊(duì)還將木粉、竹粉、果殼、秸稈、稻殼等農(nóng)林廢棄物與樹脂材料按比例混合加工成3D打印原料，把這些“廢物”變成寶貝，被稱為“第四類”激光燒結(jié)耗材。“第四類”激光燒結(jié)耗材不但加工過程低碳節(jié)能環(huán)保，還極大降低了3D打印耗材成本，目前銷售價(jià)為每公斤80元，而市場上的進(jìn)口尼龍材料銷售價(jià)為每公斤五六百元。
中國工程院李堅(jiān)院士給予高度評價(jià)，命名“第四類”激光燒結(jié)耗材為生物質(zhì)多元復(fù)合3D打印耗材，并預(yù)測這種耗材將來會在很多應(yīng)用領(lǐng)域替代高分子材料，有巨大的市場潛力和社會效益。
郭艷玲團(tuán)隊(duì)研發(fā)出來的3D打印原料。(圖片由東北林業(yè)大學(xué)提供)
據(jù)悉，郭艷玲團(tuán)隊(duì)研發(fā)的第三代3D打印機(jī)在國內(nèi)外僅有類似科研項(xiàng)目在研究中，市場銷售尚屬空白。目前，該設(shè)備正在進(jìn)行軟件和機(jī)械的配合調(diào)試、工業(yè)造型設(shè)計(jì)，雖然還沒有真正投放市場，但不少企業(yè)已經(jīng)聞風(fēng)而動，伺機(jī)而動爭取占得先機(jī)，其中不乏美國企業(yè)在重點(diǎn)關(guān)注。
展開 
壓制與燒結(jié)(PM - Press and Sinter)
圖3：(a)極為復(fù)雜的粉末冶金壓制用模架，以提供更多的產(chǎn)品特征（圖片來自華南理工大學(xué)專利說明書CN1238139C）；(b)寧波東木工廠內(nèi)一部大型的粉末冶金壓機(jī)，地下高度和地面高度是一樣的，可以制作非常大的粉末冶金制品（圖片由寧波東睦提供）
壓制后的粉末生坯僅需要很低的燒結(jié)溫度，便可以固化并具有一定強(qiáng)度，壓制后處理包含：
不需燒結(jié)，直接應(yīng)用，如一體電感的軟磁粉外層；
不需燒結(jié)，先二次加工，包含鉆孔與外型修正，或是預(yù)燒結(jié)到0.7Tm（材料熔點(diǎn)），再予以加工后燒結(jié)；
使用網(wǎng)帶爐燒制820-980℃的銅基產(chǎn)品、1120℃的鐵基產(chǎn)品；推舟爐或稱推桿爐可以燒到1300℃的不銹鋼制品；批次爐是可以根據(jù)材料料需求燒結(jié)到不同溫度，例如石墨真空批次爐對硬質(zhì)碳化物合金的燒制高達(dá)1480℃；
燒結(jié)后還需要很多的各式金屬表面處理、硬化處理甚至包含封孔與裝飾，以及自潤軸承的浸潤油處理等。
工廠所在地分布
兩岸的粉末冶金制品最大的公司都與日本公司有合作的淵源，其中寧波東睦新材料有限公司擁有兩岸最大的粉末冶金制品工廠，合作的日本公司是睦特殊金屬；臺灣最大的粉末冶金制品工廠是保來得股份有限公司，合作的日本公司也就是日本保來得，加上大陸揚(yáng)州保來得工廠的規(guī)模緊跟在寧波東睦之后，兩大公司都算是國際上知名的粉末冶金制品公司。表1列出兩岸在國際上知名的粉末冶金制品廠，提供讀者參考，實(shí)際上中國國內(nèi)的粉末冶金制品廠相當(dāng)?shù)亩啵S多工廠甚至只有數(shù)臺壓機(jī)與一部燒結(jié)爐也加入生產(chǎn)粉末冶金制品的行列，難以全面統(tǒng)計(jì)。有個(gè)有趣的現(xiàn)象，大部分PM公司都有MIM制品的制造能力和產(chǎn)線。
展開 《Acta Materialia》：一種各向異性燒結(jié)磁體的矯頑力起源！
為了開發(fā)高矯頑力的各向異性燒結(jié)磁體，必須弄清矯頑力的來源。
日本國立材料科學(xué)研究所的研究人員采用常規(guī)燒結(jié)工藝制備了各向異性塊狀Sm8Fe73.5Ti8V8Ga0.5Al2(at.%)燒結(jié)磁體，在燒結(jié)條件下實(shí)現(xiàn)了1.0T的高矯頑力。討論了各向異性塊體SmFe12基磁體的矯頑力機(jī)制，為高性能SmFe12基永磁體的研制提供了指導(dǎo)。相關(guān)論文以題為“Origin of coercivity in an anisotropic Sm(Fe,Ti,V)12-based sintered magnet”發(fā)表在Acta Materialia。
展開 模具專用：FDM高粘度金屬漿料3D打印技術(shù)，Mantle燒結(jié)收縮率僅有8-10%
第三，漿料在燒結(jié)過程中具有8-10%的低收縮率，這有助于我們滿足工具制造商的精度要求。
第四，漿料還使我們的打印機(jī)能夠使用更簡單的機(jī)器設(shè)計(jì)：我們只需要一個(gè)噴嘴，而不是成百上千個(gè)噴嘴，這就降低了成本，簡化了維護(hù)。"
南極熊認(rèn)為，高粘度金屬漿料打印的低收縮率也是Mantle選擇該工藝進(jìn)行嘗試的重要原因之一，畢竟他們聲稱的收縮率僅有8-10%。像其他漿料體系在脫膠和燒結(jié)過程中，零件的收縮率通常高達(dá)20%。因此，Mantle公司一定有一些特定的裝載體系，既能很好的維持生坯強(qiáng)度又容易脫除，且不會對燒結(jié)后的形狀造成大的影響。如果他們沒有，就不能可靠地達(dá)到這種精度。不過看來目前他們已經(jīng)解決了這個(gè)問題，或者至少最大限度地減少了降低收縮率這個(gè)問題。
筆者在想，在聽到漿料材料的諸多優(yōu)點(diǎn)后，其他人是否會考慮使用它？其實(shí)國內(nèi)，也已經(jīng)有一些先驅(qū)者在做相關(guān)方面的嘗試，例如長沙墨科瑞團(tuán)隊(duì)、深圳升華三維等，并且也取得了不錯的成績。也許未來，用更廉價(jià)的材料的增材工藝來替代相當(dāng)昂貴的PBF粉末床金屬3D打印系統(tǒng)可能會越來越有吸引力。
應(yīng)用領(lǐng)域
南極熊了解到，Mantle著眼于價(jià)值 450 億美元的模具和工具行業(yè)， TrueShape 打印機(jī)具有三個(gè)主要優(yōu)勢：更快的生產(chǎn)時(shí)間、更低的成本以及制造可縮短成型周期的隨形冷卻通道的能力。
它通常用于打印一些最復(fù)雜的模具部件，例如嵌件。這些嵌件通常是模具中最昂貴和最耗時(shí)的方面，也是 Mantle 最能發(fā)揮價(jià)值的地方。當(dāng)然，模具還有其他部件，例如模座、流道、頂出銷等，通常還是按常規(guī)制造的。然后3D打印嵌件與模架的其余部分組裝在一起，形成整個(gè)模具。
展開 基于Maxwell燒結(jié)釹鐵硼模具磁場模擬分析
摘 要:以SKH45壓機(jī)為例,基于 Maxwell三維數(shù)值有限元分析軟件建立電磁應(yīng)用系統(tǒng)的仿真模型?在 仿 真 中定義了壓機(jī)各部分材料屬性,并加載邊界條件,求解及后處理?分析模具的磁場和電流密度分布,直觀地展現(xiàn)了模具磁場分布和力矩信息?根據(jù)不同產(chǎn)品需求,設(shè)計(jì) 一 款 新 模 具,并將新模具與舊模具磁感應(yīng)強(qiáng)度對比?該 仿 真 結(jié)果能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)提供參考,降低模具設(shè)計(jì)成本?縮短模具開發(fā)周期?
關(guān)鍵詞:Maxwell;磁感應(yīng)強(qiáng)度;有限元分析;模具設(shè)計(jì)
2001年,中 國 釹 鐵 硼 產(chǎn) 量 超 過 日 本,成 為 全 球釹鐵硼第一大生產(chǎn)國[1-2]?隨著裝備 和 工 藝 的 完 善國內(nèi)釹鐵硼產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展?釹鐵硼材料因其優(yōu)異的磁性能,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò)信息?通訊?航空航天?辦公自動化?家電人體健康等高新技術(shù)領(lǐng)域的核心能器件[3-6]?在日常生產(chǎn)中一般釹 鐵 硼 常 用3種生產(chǎn)工藝,即燒結(jié)工藝,粘接工藝和注塑工藝[7-8],其中燒結(jié)釹鐵硼的工藝流程一般依次包括配料?熔煉?氫爆?制粉?取向壓制?燒結(jié)?時(shí)效及后加工?
在釹鐵硼制造生產(chǎn)中,壓制成形是一個(gè)重要環(huán)節(jié)?它是將磁粉加工成具有一定尺寸?形狀以及一定密度和強(qiáng)度的待燒結(jié)的坯件?釹鐵硼材料在壓制成形過程中需要在磁場中取向成形,這個(gè)磁場可以采用直流磁場或脈沖磁場,直流磁場可保證在成形中粉末一直在磁場的作用下,使壓制中定向排列的粉體不致有所破壞?
對于燒結(jié)釹鐵硼壓制充磁的仿真,目前相關(guān)的研究較少,賀登宇[9]通過改善接觸取向磁場壓機(jī)極頭一側(cè)側(cè)板材料與磁路研究模具內(nèi)場強(qiáng)梯度,但是對于合金模具缺乏相應(yīng)的研究?本文使用 Maxwell軟件,建立三維壓機(jī)磁場數(shù)值模擬模型(含壓機(jī)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格模型),并確定邊界條件(包括充磁電流及材料參數(shù)),進(jìn)行仿真并將仿真結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)對標(biāo),優(yōu)化模擬過程,在此基礎(chǔ)上研究了不同模具結(jié)構(gòu)和模具材料對于模具磁場的影響
展開 燒結(jié)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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