2026年3月30日，来自布拉格捷克理工大学和 Ponticon 的研究人员测试了高速激光定向能量沉积 (HS DED-LB) 沉积Inconel 718合金的机械性能和断裂性能，这是首次在各种工艺条件下对 HSDED-LB Inconel 718 进行系统表征。
△pE3D HS DED-LB系统及其沉积原理示意图
这项研究以题为“Mechanical and Fracture Propertiesof As-Built
Inconel 718 Produced by High-Speed Laser Directed EnergyDeposition:
Stability to Process Parameters Variation”的论文发表在《热喷涂技术杂志》（Journal of
Thermal Spray Technology ）上。
本研究采用了一种结合高速运动学和高功率红外激光的工艺改进方案，以实现适用于大型工业部件的沉积速率。Inconel是一种常用的“高温合金”，常用于增材制造（AM）中需要承受极端条件（例如700℃，接近1300℉）的应用。采用Ponticon公司的pE3D系统进行沉积，系统配备8400 W二极管激光器，线速度最高可达200 m/min。在激光功率分别为1800 W、2100 W和2400 W，扫描速度分别为40 m/min、50 m/min和60m/min的条件下，制备了九个Inconel 718合金块。由此获得的线能量密度介于1.8 kJ/m²和3.6 kJ/m²之间——该值介于粉末床熔融（PBF-LB）和传统定向能量沉积（DED-LB）的典型值之间，因此较为罕见。
△沉积的Inconel 718块体的几何形状、切割方案示意图以及带有缺口几何形状细节的通用试样图
粉末进料速率保持在30克/分钟，比传统的DED-LB速率高出一个数量级，并且没有进行打印后热处理。
性能稳定性和断裂性能
尽管激光功率和扫描速度发生了显著变化，但工艺窗口依然稳定——在所有九种参数组合中，机械性能和断裂性能的变化均小于 10%。断裂韧性值约为 100 MPa√m，与先前文献中 DED-LB 和 PBF-LB 的成形结果一致，尽管疲劳裂纹扩展阻力低于锻造参考材料，考虑到没有沉淀硬化，这是预期的结果。微观结构分析表明，在较低的扫描速度下，织构呈立方体状，而在较高的扫描速度下，织构呈纤维状，在测试的最高扫描速度下，凝固裂纹密度随着孔隙率的增加而增加（孔隙率为 0.41%–0.46%）。
研究结论指出，后续工作将评估打印后热处理对 HS DED-LB Inconel 718的影响，以期达到与定向凝固材料相当的性能水平。
来源：南极熊
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