激光制造鋼的工藝進展以及面臨的挑戰(zhàn)（1）

來源：江蘇激光聯(lián)盟

導讀：本文探討了激光制造鋼的工藝進展以及面臨的挑戰(zhàn)。

盡管許多行業(yè)對激光增材制造(LAM)產(chǎn)生了濃厚的興趣，推動了鋼的需求和進步，但仍存在一些障礙，如缺陷、殘余應(yīng)力、分散、不充分或/和各向異性性能等，限制了當前的工業(yè)應(yīng)用。為了克服這些問題，開發(fā)了幾種有效的方法來控制和/或提高LAM生產(chǎn)的鋼構(gòu)件的性能。為了幫助研究人員和工程師在這一快速發(fā)展的領(lǐng)域獲得最新的信息和知識，本文概述了當前鋼的LAM研究，特別是奧氏體鋼、鐵素體鋼、雙相鋼和馬氏體鋼的研究，重點是理解工藝、鐵素體鋼和馬氏體鋼之間的相互關(guān)系，以及顯微組織與機械性能。本文還討論了工藝參數(shù)、相互作用和后處理對合金的冶金、組織和性能的影響。此外，本文還著重介紹了鋼的LAM技術(shù)的進展、面臨的挑戰(zhàn)和前景。

介紹
在過去的20年里，增材制造(AM)被認為是一種革命性的制造技術(shù)，因為它與傳統(tǒng)的減材工藝相比具有優(yōu)勢，如零件從概念到市場交付速度的提高，生產(chǎn)具有高幾何復雜性的物體的能力，在制造過程中產(chǎn)生的廢物更少。在當前的AM工藝中，基于激光的增材制造(LAM)是一種快速發(fā)展的AM技術(shù)，用于制造復雜形狀的金屬部件，修復損壞的部件和快速加工航空、汽車、電子和生物醫(yī)學行業(yè)。激光的誕生可以追溯到1960年Theodore Maiman發(fā)明的激光。此后，在過去的幾十年里，激光被廣泛應(yīng)用于材料加工，如激光切割、激光焊接、激光熱處理、激光熔覆、激光表面熔化和合金化。激光焊接和激光表面合金化的發(fā)展啟發(fā)了快速成型的概念，旨在快速制造物理零件的比例模型。這一概念直到20世紀80年代才由Chuck Hull實現(xiàn)，他開發(fā)了一種使用紫外線(UV)激光將光聚合物固化成3D形狀的立體光刻技術(shù)。從那時起，LAM技術(shù)經(jīng)歷了超過30年的發(fā)展，現(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)有能力從多種材料中可靠地制造致密零件，包括各種合金，陶瓷，金屬基復合材料和功能梯度材料。

通過基廷模擬棕櫚樹的徑向密度梯度變化致密化FGAM混凝土。

FGAM可以是一種受生物啟發(fā)的快速制造，模仿在自然界中發(fā)現(xiàn)的材料結(jié)構(gòu)，如棕櫚樹的徑向密度梯度，骨的海綿狀小梁結(jié)構(gòu)或肌肉的組織變化。不同密度的FGAM可以通過調(diào)整晶格排列和改變支柱幾何形狀來保持結(jié)構(gòu)強度，但同時也減少了整體重量，從而實現(xiàn)輕量化結(jié)構(gòu)。這可以在圖2中舉例說明，其中使用改進的3D打印機制作的3D打印混凝土，展示了棕櫚樹細胞結(jié)構(gòu)的徑向密度梯度概念。從堅固的外部到多孔核心的逐漸過渡導致了優(yōu)異的強度與重量比，使混凝土更輕、更高效、更強。

目前報道的最常見的LAM合金包括鐵合金、Ti合金、Ni合金、Cu合金和Al合金。作為幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的金屬材料家族，LAM生產(chǎn)的黑色金屬產(chǎn)品具有許多工業(yè)應(yīng)用的潛力。與傳統(tǒng)的制造方法相比，LAM的特殊特性，包括粉末原料與激光束的相互作用、快速/高冷卻速度、層的逐步堆積和多次熱循環(huán)，產(chǎn)生了獨特的和有區(qū)別的顯微組織和機械性能。例如，與常規(guī)生產(chǎn)的鋼相比，LAM加工的大多數(shù)鋼(如奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和雙相不銹鋼)表現(xiàn)出優(yōu)異的機械性能，特別是抗拉強度。這是由于在LAM過程中產(chǎn)生了獨特的微觀結(jié)構(gòu)，具有高密度位錯、胞狀結(jié)構(gòu)、細晶粒、可調(diào)織構(gòu)和相成分等特征。

此外，LAM可以實現(xiàn)具有復雜幾何形狀的鋼構(gòu)件的近凈形狀成形。因此，LAM是許多工業(yè)應(yīng)用的途徑，如超高強度部件、復雜結(jié)構(gòu)模具、渦輪部件、加工工具、具有復雜幾何特征的多孔部件和功能梯度部件。為了充分利用金屬AM的優(yōu)勢，目前對LAM鋼的研究主要集中在具有高強度和高韌性、高硬度/耐磨性、高耐蝕性、高焊接性等性能和特殊性能的鋼上。普通碳素鋼和其他低合金鋼的動態(tài)損傷研究很少。如圖1所示，研究最廣泛的LAM鋼是不銹鋼(如奧氏體316鋼、17-4 PH鋼)、馬氏體時效鋼(如18Ni-300)和工具鋼(如H13和M2)。值得注意的是，大多數(shù)此類鋼產(chǎn)品仍處于開發(fā)的早期階段，因為仍有一些挑戰(zhàn)需要解決，包括確保通過LAM生產(chǎn)的產(chǎn)品具有足夠的韌性和疲勞性能。與傳統(tǒng)的鑄造、鍛造等生產(chǎn)工藝相比，由于冶金因素復雜，LAM生產(chǎn)的鋼的組織和性能更難控制。因此，進一步的研究和開發(fā)仍在進行中。

圖1 (a)發(fā)表關(guān)于各類鋼材LAM的論文數(shù)量;(b)不同類別鋼的LAM研究工作所占的百分比。數(shù)據(jù)來自2020年4月之前發(fā)表的論文。

在過去的幾年里，發(fā)表了幾篇關(guān)于金屬AM的優(yōu)秀評論，其中提到了鋼AM，重點是不銹鋼(如316L SS, 17-4 PH值)和工具鋼(如H13)。這些評論有效地幫助研究人員和工程師快速獲得更全面和最新的金屬AM知識。然而，針對鋼的文獻綜述較少，對鐵素體鋼、馬氏體鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼等其他鋼的AM研究成果也較為豐富。鋼LAM的快速發(fā)展在過去的兩年里產(chǎn)生了相當多的新知識。此外，LAM過程中可能有10個以上的過程變量，其中大部分在缺陷的形成、應(yīng)力場和組織演化(如晶粒形貌、織構(gòu)、相成分、位錯形成)中發(fā)揮重要作用。然而，之前發(fā)表的評論集中在最典型的加工參數(shù)(如激光功率、掃描速度、進給速度)。此外，近年來還發(fā)展了許多提高材料性能的新方法，包括預(yù)熱、后處理和混合方法。因此，對鋼的LAM進行全面的綜述是必要和必要的。

金屬瞬變發(fā)光技術(shù)是基于粉末冶金、激光束焊接、激光表面合金化和熔覆以及原型技術(shù)發(fā)展起來的，在加工條件方面，瞬變發(fā)光技術(shù)與這些技術(shù)有一些相似之處。例如，直接激光沉積(DED) LAM技術(shù)與多道次激光焊接和激光堆焊相似，只是前者的熔化規(guī)模較小。而粉末層熔敷(PBF)過程中初始層的形成過程與激光表面合金化和熔覆過程相似。

不同的是，PBF LAM，今后稱為L-PBF，總是在平面表面上工作，但激光表面合金化和熔覆可以在復雜的表面上進行。因此，這些技術(shù)具有相同的加工特征，如激光-材料相互作用、定向凝固和快速加熱/冷卻，因此也具有相似的冶金特征，如熔體池(或焊接池)內(nèi)的細化組織和織構(gòu)晶粒，沿熔池邊界的熱影響區(qū)和未熔合孔。因此，現(xiàn)有的激光焊接、激光表面合金化和熔覆方面的知識可以幫助我們更好地理解激光焊接的一些特性。

此外，LAM與焊接和表面涂層技術(shù)也有一些不同。一般來說,L-PBF過程與高掃描速度有關(guān),通常1 m s - 1的順序,小點尺寸(激光聚焦)100μm的順序,和高度集中的低功率(<400 W)激光束,以確保訂單的部分的尺寸精度高～100μm。然而，在激光焊接中，功率和光束尺寸通常要大得多;最大50kw和更大的光斑尺寸，可達幾毫米，以在單位時間內(nèi)沉積盡可能多的材料，以快速連接兩個金屬片。因此，與焊接相比，L-PBF通常具有更小的熔化規(guī)模(數(shù)十至數(shù)百微米)和更高的冷卻速度(~ 106 K s-1)在凝固過程中。這導致了不尋常的、超細的微結(jié)構(gòu)，例如Want等人報道的316L不銹鋼的亞微米級胞狀結(jié)構(gòu)。

此外，與激光表面合金化或熔覆不同的是，當沉積了多層時，沉積材料在LAM過程中經(jīng)歷了更復雜的熱循環(huán)。這極大地影響了材料中的相成分，包括固相到固相的轉(zhuǎn)變，特別是在鋼中。雖然多道次焊接過程中也有多次沉積(重復加熱/熔化)，但沉積道次的數(shù)量遠遠低于LAM。在LAM過程中，基板作為一個有效的散熱器，將熱從熔池中傳遞出來。隨著沉積層的形成，新層作為新的基底，改變了熱釋放，從而改變了凝固冷卻速率。

因此，可以在LAM制作的零件中引入梯度組織和機械性能。此外，從所用的原材料來看，LAM中最常見的是金屬粉末作為原材料，而激光焊接通常使用大塊金屬或金屬絲。此外，焊縫兩側(cè)的熔體區(qū)被固體金屬包圍，而在LAM中，熔體池被基體/之前建立的下層以及當前層或周圍金屬粉末剛固化的熔體池包圍。因此，有必要結(jié)合上述材料與熱源的相互作用、快速凝固、層序疊加和多次熱循環(huán)等獨特的制備特點，對LAM凝固過程中的物理冶金學有一個全面的認識。這為了解LAM成形件的組織演變和性能提供了基礎(chǔ)和新思路。

本文綜述了國內(nèi)外鋼AM的研究進展，為讀者提供了這一領(lǐng)域的前沿知識。重點研究了高強度鋼的LAM加工工藝、LAM生產(chǎn)的零件的顯微組織和機械性能，以及它們之間的相關(guān)性。由于出版物數(shù)量有限，普通碳素鋼和普通低合金鋼不包括在內(nèi)。值得注意的是，功能梯度鐵構(gòu)件因其特殊的應(yīng)用和傳統(tǒng)以及LAM工藝制造的困難而引起了研究的關(guān)注，因此本文也對其進行了綜述。本綜述從LAM加工開始，研究了各個LAM加工參數(shù)及其相互作用對LAM生產(chǎn)鋼的尺寸精度、缺陷、殘余應(yīng)力、組織和機械性能的影響。在此基礎(chǔ)上，綜述了近年來國內(nèi)外研究最廣泛的幾種鋼的動態(tài)相變研究進展，包括冶金機理、顯微組織和機械性能等方面的討論。在最后一節(jié)，總結(jié)和討論了最近提出的進一步提高鋼的性能的前、后和混合LAM工藝。根據(jù)作者對鋼鐵金屬電解加工的最新知識的了解，提出了鋼鐵金屬電解加工這一先進技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)和潛在問題，作為促進鋼鐵金屬電解加工工業(yè)應(yīng)用的未來研究課題。

LAM過程
LAM工藝將通常為粉末或金屬絲的原料，在激光的幫助下，通過熔化和凝固，一層一層地固化成一個致密的金屬部分。在過去的幾十年里，人們用不同的術(shù)語來描述這一過程。因此，本節(jié)從術(shù)語解釋開始，然后簡要介紹兩種典型的LAM過程(即粉末床融合和直接能量沉積)。金屬LAM的基礎(chǔ)知識由Gu、Shamsaei、Dirk和DebRoy進行了全面的綜述，包括加工機理、原料、熱源特性、傳熱傳質(zhì)原理、溫度場、過程穩(wěn)定性等。然而，之前的綜述都沒有全面地總結(jié)過程變量的影響，包括大多數(shù)單個的過程參數(shù)及其相互作用，以及一些無量綱參數(shù)。因此，本節(jié)重點討論了工藝參數(shù)對LAM鋼熔體池尺寸和性能(如孔隙率、熱梯度、殘余應(yīng)力、變形、組織和機械性能)的影響。本文的總結(jié)和討論也將為其他合金體系的LAM研究人員和工程師提供有價值的參考，特別是參數(shù)優(yōu)化。

粉末增材制造中的熱傳遞與熔池動力學。

如上圖，對流流動將來自不同區(qū)域的液態(tài)金屬混合在一起，增強了熔池內(nèi)的熱傳遞。循環(huán)模式對液態(tài)合金中的溫度分布、加熱和冷卻速率、凝固模式以及鑄體的組織和性能有重要影響。因此，三維溫度場的精確計算需要傳熱方程和流體流動方程的全耦合解。在大多數(shù)計算中，為了使計算易于處理，都作了一些簡化。例如，固體和液體金屬的密度被假設(shè)為恒定的，因為這個假設(shè)節(jié)省了計算時間，但不會降低結(jié)果的準確性。沉積層的表面通常被認為是平坦的。在許多情況下，這一假設(shè)對溫度場和冷卻速率沒有顯著影響。由于合金元素汽化的熱效應(yīng)也被忽略，因為與來自熱源的輸入能量相比，這種效應(yīng)通常很小。

典型LAM方法概述
在過去二十年，大量不同的術(shù)語被發(fā)明家/機構(gòu)提出。然而，這些技術(shù)的原理在根本上是相似的，并在表1中進行了分類和總結(jié)。根據(jù)ASTM F2792-12a標準，金屬AM在給料機理上主要涉及兩大類。它們分別是粉末床融合(PBF)和直接能量沉積(DED)。前者使用高能量密度束流將預(yù)鋪展粉床層掃描到所需的輪廓，然后重復鋪展和掃描后續(xù)層，直到整個部分形成。而后者則是利用聚焦的高能束同時熔化和沉積給料金屬，這些金屬可以是金屬絲(直接注入)或粉末(通過單個或多個噴嘴注入)，形成基板或現(xiàn)有的層。在目前的綜述中，重點是基于激光的調(diào)幅技術(shù)，而調(diào)幅技術(shù)與其他能源，如電子束、等離子體或電弧不包括在內(nèi)。因此，為了避免歧義，在本文中使用了L-PBF和L-DED這兩個術(shù)語來專門指代基于激光的技術(shù)。

表1 LAM技術(shù)由不同的發(fā)明者/機構(gòu)命名。

以選擇性激光熔化(SLM)作為典型的L-PBF系統(tǒng)為例，簡述了該技術(shù)的原理。如圖2(a)所示，在SLM過程中，對聚焦的激光束進行編程，使以熔池為最小熔化單元的預(yù)鋪粉床表面選擇性熔化。在第一層的熔化和凝固完成后，構(gòu)建板逐漸降低，并在粉末層上鋪開另一層粉末層，重復這個過程，直到設(shè)計好的固體組件構(gòu)建完成。L-PBF技術(shù)的優(yōu)點是尺寸精度高，表面光潔度好，能夠生產(chǎn)具有低變形的復雜部件。與L-DED相比，L-PBF系統(tǒng)中典型的光斑尺寸(50-180μm)相對較小，熔體池較小(圖3(a))，分辨率更高，表面更光滑。此外，可以很容易地打印出網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)來支撐懸垂部分，這對于制造具有內(nèi)部通道和多孔結(jié)構(gòu)的復雜部件至關(guān)重要。這些支撐結(jié)構(gòu)也限制了由熱應(yīng)力引起的3d打印組件的變形。然而，L-PBF系統(tǒng)也存在一些缺陷，如工藝效率低，如果工藝參數(shù)不優(yōu)化，會出現(xiàn)球化現(xiàn)象或熔合缺陷。一般情況下，L-PBF制件的成球與高孔隙率有關(guān)，這可能是由于表面張力降低了表面能而導致熔跡收縮所致。根據(jù)Li和同事的研究，可以通過增加激光能量密度來抑制球化，這將在下一節(jié)中討論。

圖2 L-PBF (a)和L-DED (d)工藝示意圖。

圖3 (a) L-PBF，(b,c) L-DED和(d-f)激光焊接在不同工藝參數(shù)下制備的鋼熔體熔池形貌的變化。(a)中的數(shù)字表示熔體池對應(yīng)的激光功率(W)。

與L-PBF相比，L-DED技術(shù)在送料方式上有所不同。如圖2(b)所示，在L-DED過程中，金屬原料(如粉末或金屬絲)通過噴嘴注入，然后在高能激光束的保護下，在惰性氣氛(一般是氬氣)下，在移動基板上同時熔化。然后，激光頭上升，重復這一過程，直到所有的層都建成。自20世紀80年代以來，各種L-DED技術(shù)被提出和發(fā)展，如表1所示。在這些技術(shù)中，由Sandia國家實驗室創(chuàng)新的LENS是目前實現(xiàn)粉狀L-DED最常見的系統(tǒng)之一，用于研究和工業(yè)生產(chǎn)。L-DED技術(shù)的主要優(yōu)點包括相對較高的沉積速率(對于鋼，沉積速率可達5kg h-1)，以及能夠生產(chǎn)具有梯度成分的零件。

與采用預(yù)撒粉的L-PBF系統(tǒng)的特點不同，L-DED工藝的原料(粉末或線材)從噴嘴送出后立即由激光熔化，使沉積速率和工藝效率更高�；�于這些特點，L-DED技術(shù)更適合于制造大型零件、零件修理或表面涂層。此外，通過多個粉末輸送系統(tǒng)，可以同時沉積不同進給速度的各種金屬粉末。因此，復合材料或功能梯度材料可以很容易地用L-DED技術(shù)生產(chǎn)。然而，大多數(shù)L-DED機床的能量輸入大于L-PBF，導致熔體池較大(見圖3(b,c))，因此尺寸精度較低，表面光潔度較差，顯微組織較粗糙。此外，對于L-DED系統(tǒng)，懸架部分只能在多軸運動(如五軸運動)的系統(tǒng)中打印，這需要更大的費用。

圖3(d-f)顯示了不同工藝參數(shù)激光焊接316不銹鋼的熔體熔池形貌。對比圖3(a - c)和(d-f)可知，激光焊接鋼的熔池形貌與L-PBF相似，但由于L-PBF的激光功率更低，激光光斑尺寸更小，熔池尺寸更小。此外，兩種方法熔體池形態(tài)的變化相似，表明兩種方法熔體池的物理行為相似。隨著激光能量輸入的增加(增加激光功率和/或減小光斑尺寸)，熔池從“半月板”形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦�深的“杯狀”形態(tài)。這是由于在高激光能量輸入下，熔化模式由傳導模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾】啄Ｊ剑�這在金屬激光焊接中已經(jīng)得到了很好的證明。在傳導熔融模式下，熱傳遞主要通過熔池內(nèi)的傳導和對流進行，沒有明顯的蒸發(fā)，導致熔池穩(wěn)定。而在小孔模式下，由于強激光能量的輸入，金屬大量蒸發(fā)，對熔池底部產(chǎn)生反沖壓力，形成深熔池，形成杯狀形貌。由于產(chǎn)生深窄焊縫，激光焊接通常優(yōu)先采用小孔模式，但在激光焊接加工中，由于產(chǎn)生高孔隙率，通常避免采用小孔模式。

采用300 W的激光功率和15 mm/s的掃描速度在in718基板上沉積(a) 1層和(b) 10層in718粉末時的溫度分布。激光束掃描方向為沿正x軸(c)第10層熔池的形狀和大小[141](d)表面張力梯度驅(qū)動熔池內(nèi)金屬液的循環(huán)。

上圖(a)和(b)分別為in718粉末10層高發(fā)射l過程中第1層和第10層的計算溫度分布。這些圖中不同的顏色表示不同的溫度帶。在AM中，襯底充當散熱器。因此，通過基底的導熱熱損失隨著層的沉積而逐漸減小。因此，上層的峰值溫度增加。由于激光束的快速掃描，溫度輪廓在熱源后面被拉長，并在光束前面被壓縮。圖(c)顯示了第10層沉積過程中熔池中部的形狀和大小。只給出了熔池的一半在縱向?qū)ΨQ面上的表面和內(nèi)部的溫度場和速度場。在熔池內(nèi)部，靠近熱源軸處溫度最高，靠近熔池邊界處溫度最低。這種不均勻的溫度導致熔池內(nèi)部的表面張力梯度。從圖(d)可以看出，熔池內(nèi)部金屬液的流動是由表面張力梯度驅(qū)動的。

到目前為止，通過考慮焊接參數(shù)、不同材料性能、傳熱和流體流動等因素，已經(jīng)進行了許多解析、數(shù)值和實驗研究來研究和預(yù)測熔體池的幾何形狀。這些模型一般適用于金屬LAM加工，因為它們具有相似的冶金行為。這將是了解LAM過程中熔體池中的動態(tài)行為的有力工具，從而為獲得致密、高質(zhì)量零件的工藝參數(shù)優(yōu)化提供基本指導。在下面的章節(jié)中，綜合總結(jié)了LAM工藝參數(shù)/變量對熔池幾何形狀、鋼的致密化和形態(tài)的影響，并進行了批判性評價。

LAM處理變量的影響
與傳統(tǒng)的制造工藝相比，LAM涉及的工藝變量/參數(shù)更多，影響了產(chǎn)品的組織和性能。最常見的變量如圖4所示。由于LAM組件的質(zhì)量在很大程度上依賴于工藝設(shè)置，因此優(yōu)化每種合金的參數(shù)對于當前的LAM技術(shù)至關(guān)重要，因為在大多數(shù)商業(yè)上可用的LAM系統(tǒng)中都缺乏閉環(huán)質(zhì)量控制系統(tǒng)。因此，了解這些工藝參數(shù)如何影響LAM零件的性能是很重要的。到目前為止，人們對激光功率、掃描速度和進粉速度這三個主要參數(shù)進行了大量的研究。這三個變量對性能的綜合影響也在之前得到了很好的回顧和討論。

然而，幾乎沒有對其他LAM加工參數(shù)的影響進行全面的綜述，如圖4所示，盡管這些變量在控制LAM生產(chǎn)的鋼件質(zhì)量方面也發(fā)揮著重要作用。本節(jié)回顧了這一研究空白，重點討論了它們對熔體熔池尺寸、顯微組織和部件性能的影響。此外，還討論了參數(shù)交互作用在LAM處理過程中的影響。在分析了各種來源和論文中發(fā)表的數(shù)據(jù)后，圖5-8中總結(jié)了各個參數(shù)對熔體池大小、合金孔隙度和單軌形貌的影響，并在接下來的章節(jié)中深入討論。

圖4 LAM過程中的主要處理參數(shù)/變量及其常用值/類別范圍的摘要。

圖5 加工參數(shù)對L-DED型鋼單軌尺寸的影響:掃描速度、激光功率和進給速度對420不銹鋼軌道(a)寬度和(b)高度的影響;(c)進給速度對H13工具鋼軌道厚度誤差的影響;(d)掃描速度、(e)進給速度和(f)比能對316不銹鋼軌跡高度的影響。

圖6 工藝參數(shù)對L-PBF和L-DED制備的鋼試樣氣孔率的影響:(a)激光功率;(b)粉進料速度;(c)掃描間距;(d)涂層厚度和激光功率;(e)掃描速度和層厚;(f)掃描速度

圖7 不同工藝參數(shù)下L-PBF型316L不銹鋼的SEM形貌:(a)掃描速度;(b)激光功率;(c-e)氧氣水平;(f-h)層厚度;(i (k)掃描間距

圖8 不同工藝參數(shù)下L-DED型316L不銹鋼單掃描軌跡的SEM顯微圖:(a-d)掃描速度;(e-h)粉進料速度;(i-l)激光能量

來源：Laser additive manufacturing of steels，InternationalMaterials Reviews，doi.org/10.1080/09506608.2021.1983351
參考文獻：Gibson I, Rosen DW, Stucker B. Additive manufacturing technologies.Vol. 17. Cham, Switzerland: Springer; 2014. Brandt M. Laser additivemanufacturing: materials, design, technologies, and applications. Duxford:Woodhead Publishing; 2016.