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Materials:”制造过程与系统” 栏目 2021 年高引文章精选 | MDPI 编辑荐读

MDPI MDPI化学材料 2024-01-14

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本期编辑荐读为您精选了 2021 年发表在 Material期刊“Manufacturing Processes and Systems (制造过程与系统)”栏目上的 6 篇高引文章,内容涉及表面纹理参数、增材制造原位监测、增材制造产品质量控制、硬质合金钻头耐磨性、表面织构的多尺度分析、二维材料和复合材料的摩擦学等热门话题,希望能为相关领域学者提供新的思路和参考,欢迎阅读。


Sanjay Mathur 教授

科隆大学

Materials 栏目主编


研究领域:分子前体库、前体衍生材料、纳米结构材料、化学气相沉积、原子层沉积、溶胶-凝胶、纳米纤维和纳米线、电池、光伏、太阳氢。


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01


Functional Importance of Surface Texture Parameters

表面纹理参数的功能重要性

Pawel Pawlus, Rafal Reizer and Michal Wieczorowski

https://www.mdpi.com/1272540



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表面纹理的区域 3D 分析提供了比 2D 轮廓研究更多的参数信息。表面形貌评估被认为是微观或纳米尺度的 3D 尺寸分析,在科学和生活的许多领域中发挥着重要作用。在众多纹理参数中,与高度相关的参数是最常用的。但是,还有许多其他参数和函数可提供在不同应用中表面功能行为的其他重要信息。关于表面特性的功能重要性的知识很少,本文试图填补这一空白。表面纹理参数以不同的指标呈现:高度、空间、混合、功能、特征等。作者根据已有的经验和文献综述,描述了各种表面参数和功能特性之间的关系,提出了根据其功能意义选择参数的建议,并考虑了如何解决未来的挑战。


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原文出自 Materials 期刊

Pawlus, P.; Reizer, R.; Wieczorowski, M. Functional Importance of Surface Texture Parameters. Materials 2021,14, 5326.



02


In Situ Monitoring of Additive Manufacturing Using Digital Image Correlation: A Review

使用数字图像相关性对增材制造进行原位监测:综述

Filipa G. Cunha, Telmo G. Santos and José Xavier

https://www.mdpi.com/1041308



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本文对基于数字图像相关性 (Digital Image Correlation, DIC) 的用于检查和增强增材制造 (Additive Manufacturing, AM) 工艺的原位测量法进行了批判性回顾。首先回顾了 DIC 的原理,并系统地讨论了其在不同 AM 过程中的适用性;重点介绍了增材制造工艺中 DIC 的相关定制,包括光学系统、照明和斑点图案程序;介绍了使用 DIC 进行线材和电弧增材制造 (Wire and Arc Additive Manufacturing, WAAM) 原位测量的案例研究,强调了未来的机遇、挑战和解决方案。


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原文出自 Materials 期刊

Cunha, F.G.; Santos, T.G.; Xavier, J. In Situ Monitoring of Additive Manufacturing Using Digital Image Correlation: A Review. Materials 2021, 14, 1511.



03


Methodology for the Quality ControlProcess of Additive Manufacturing Products Made of Polymer Materials

增材制造聚合物产品质量控制过程的方法

Grzegorz Budzik et al.

https://www.mdpi.com/1086382



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本文介绍了一种由聚合物材料制成的增材制造产品的质量控制方法,该方法因预期用途而异。本文介绍的模型分为:以视觉呈现为目的而制造的模型和直接服务于制造过程需要的模型。作者还提出了一种用于增材制造过程的综合控制系统,以满足工业 4.0 的需求。根据模型的预期用途,质量控制过程分为三个阶段:数据控制、制造控制和后处理控制。研究模型由以下材料制成:RGD 720 光聚合物树脂 (PolyJet 方法)、ABS M30 热塑性塑料 (FDM 方法)、E-Partial 光聚合物树脂 (DLP 方法)、PLA 热塑性塑料 (FFF 方法) 和 ABS 热塑性塑料 (MEM 方法),所应用的测量工具的精度至少比所使用的制造技术高一个数量级。结果表明,PolyJet 方法的准确度最高,而 MEM 方法的准确度最低。研究结果证实,材料的选择、3D 打印方法和测量方法不仅应始终考虑模型的特殊性和目的,还应考虑经济方面,因为并非所有产品都需要高精度和耐用性。


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原文出自 Materials 期刊

Budzik, G.; Woźniak, J.; Paszkiewicz, A.; Przeszłowski, Ł.; Dziubek, T.; Dębski, M. Methodology for the Quality Control Process of Additive Manufacturing Products Made of Polymer Materials. Materials 2021, 14, 2202. 



04


Wear Resistance Improvement of Cemented Tungsten Carbide Deep-Hole Drills after Ion Implantation

离子注入后硬质合金深孔钻头耐磨性的提高

Dmitrij Morozow et al.

https://www.mdpi.com/950896



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本文致力于提高深孔钻具的使用寿命。在现有的方法中,作者采用离子注入法提高碳化钨 (WC)-Co 导垫的耐久性。采用 3 × 1017 cm−2、4 × 1017 cm−2 和 5 × 1017 cm−2 的氮通量,并对未注入离子和已注入离子的钻具进行扫描电子显微镜 (SEM) 观察、能量色散谱 (EDS) 分析、X 射线光电子能谱 (XPS)和二次离子质谱 (SIMS) 测量。随后,在工业条件下进行了未注入离子和已改良钻具的耐久性试验。研究发现,理想情况下已注入离子导垫的耐用性是未注入离子导垫的 2.5 倍以上,这可能是由于含有富碳层和极硬的氮化钨。这种耐用性提高的效果可归因于碳化钨相的解离和润滑作用,润滑作用是因厚度为几十纳米的纯碳层而出现的。值得注意的是,这一层纯碳层是在 200 °C 的温度下形成的,比之前报道的研究要低得多,这使得研究结果从经济和环境的角度来看更具有价值。


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原文出自 Materials 期刊

Morozow, D.; Barlak, M.; Werner, Z.; Pisarek, M.; Konarski, P.; Zagórski, J.; Rucki, M.; Chałko, L.; Łagodziński, M.; Narojczyk, J.; Krzysiak, Z.; Caban, J. Wear Resistance Improvement of Cemented Tungsten Carbide Deep-Hole Drills after Ion Implantation. Materials 2021, 14, 239. 


05


Multiscale Analysis of Surface Texture Quality of Models Manufactured by Laser Powder-Bed Fusion Technology and Machining from 316L Steel

激光粉床融合技术和加工 316L 钢模型的表面织构质量多尺度分析

Damian Gogolewski et al.

https://www.mdpi.com/1122332



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本文概述了由 316L 不锈钢材料制成的样品的表面纹理的测试结果。表面形貌分析采用经典方法,按照现行标准,采用多尺度方法,即小波变换和几何曲率。同时,使用选择性激光熔化 3D 打印技术生产表面测试的样品。此外,作者还对铣削产生的表面进行了额外评估。研究表明,其表面的特定形态特征在分析尺度的某些范围内存在差异。


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原文出自 Materials 期刊

Gogolewski, D.; Bartkowiak, T.; Kozior, T.; Zmarzły, P. Multiscale Analysis of Surface Texture Quality of Models Manufactured by Laser Powder-Bed Fusion Technology and Machining from 316L Steel. Materials 2021, 14, 2794. 


06


Tribological Properties of 2D Materials and Composites—A Review of Recent Advances

二维材料和复合材料的摩擦学特性——最新进展综述

Bodhi R. Manu, Anju Gupta and Ahalapitiya H. Jayatissa

https://www.mdpi.com/1050058



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本文旨在从理论和实验上阐述新型二维材料在固体膜润滑中的重要性,并回顾了迄今为止为提高其在航天器和工业应用中的性能而采用的调制策略。本文用实验结果对二维材料的机理和基本物理特性进行了基础性回顾,并介绍了一些广泛研究的固体润滑剂,例如 MoS2、石墨烯和硼化合物,即 h-BN 和硼酸;讨论了已获得重要研究进展的固体润滑剂 (如黑磷),作为聚合物材料中的添加剂的应用;讨论了工艺条件、薄膜沉积参数和掺杂剂浓度对摩擦和磨损率的影响,并以定性和定量为重点进行了讨论,以实际示例和应用为支撑,以图形和表格的形式进行了总结;评估了使用粉末冶金和烧结等先进制造方法,以生产具有卓越摩擦学性能的固体润滑剂以及开发液体润滑剂替代品的未来经济收益。


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原文出自 Materials 期刊

Manu, B.R.; Gupta, A.; Jayatissa, A.H. Tribological Properties of 2D Materials and Composites—A Review of Recent Advances. Materials 2021, 14, 1630. 


  Materials 期刊介绍


主编:Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果,包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等,以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。

2021 Impact Factor

3.748

2021 CiteScore

4.7

Time to First Decision

15.3 Days

Time to Publication

38 Days


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