規(guī)則孔型泡沫金屬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造方法研究.pdf

1、泡沫金屬是一種新型功能材料，目前的制造方法所生產(chǎn)多孔金屬結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的，本研究的目的在于提供一種具有規(guī)則孔型結(jié)構(gòu)的泡沫金屬的設(shè)計(jì)與制造方法，使其不僅具有規(guī)則的孔型和均勻的孔徑，而且其孔隙率、比表面積等各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)可控，可以獲得理想的性能，以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用。 本文根據(jù)材料設(shè)計(jì)的概念，首先對(duì)多孔金屬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，通過分析泡沫金屬的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，針對(duì)不同的性能要求，用計(jì)算機(jī)三維造型軟件進(jìn)行規(guī)則孔型的泡沫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并

2、重點(diǎn)對(duì)金剛石型泡沫結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了孔隙率、比表面積、孔的等效直徑和相鄰孔間距的計(jì)算公式，形成了規(guī)則孔型泡沫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路。 將設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)傳入快速成型機(jī)進(jìn)行快速制造，制造出具有泡沫結(jié)構(gòu)的立體骨架模型，利用快速成型技術(shù)制造泡沫結(jié)構(gòu)，制造柔性好，不受孔型結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度限制。然后通過化學(xué)鍍和電沉積技術(shù)制造出具有規(guī)則孔型結(jié)構(gòu)和確定孔隙率的通孔泡沫金屬制品。 本研究從材料設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，首次將計(jì)算機(jī)CAD

3、/CAM技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和電沉積技術(shù)結(jié)合起來，用于泡沫金屬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造，形成了新的工藝路線。采用上述工藝所制得的泡沫鎳試樣的孔結(jié)構(gòu)均勻，孔徑尺寸完全相同，可以達(dá)到性能的充分優(yōu)化，并且孔隙率等各結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)可控，可以按照應(yīng)用需要制造出規(guī)則孔型的泡沫金屬。該工藝的實(shí)現(xiàn)，使人們可以按照使用要求，預(yù)先設(shè)計(jì)泡沫金屬的結(jié)構(gòu)，獲得具有理想性能的泡沫金屬制品，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法所制造的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的泡沫金屬，獲得理想的性能，以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用。