近日，機(jī)械工程學(xué)院魯金忠教授團(tuán)隊(duì)在機(jī)械制造領(lǐng)域頂刊《極端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing）上發(fā)表了題為“Performance-control orientated hybrid metal additive manufacturing technologies: State of the art, challenges, and future trends”的長(zhǎng)篇綜述。該論文從增材制造領(lǐng)域的發(fā)展歷史、工藝標(biāo)準(zhǔn)、材料選擇、趨勢(shì)展望等方面做了較為系統(tǒng)的介紹。博士生呂繼銘為第一作者，魯金忠教授、羅開(kāi)玉教授與盧海飛副教授為通訊作者。
由三維模型數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)零件的金屬增材制造技術(shù)，已成為影響第四次工業(yè)革命的十二項(xiàng)顛覆性技術(shù)之一，在加工周期、材料利用率、成本、設(shè)計(jì)自由度等方面展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。然而，單一的增材制造技術(shù)難以滿(mǎn)足復(fù)雜精細(xì)構(gòu)件高質(zhì)量制造需求，金屬構(gòu)件在連續(xù)加工過(guò)程中性能不穩(wěn)定，如熱循環(huán)累積、內(nèi)部殘余拉應(yīng)力和柱狀晶外延生長(zhǎng)，阻礙其在標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，亟需發(fā)展基于性能控制的復(fù)合增材制造（Hybrid Additive Manufacturing, HAM）一體化成形技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)利用外部能量場(chǎng)或?qū)娱g塑性變形方法，在金屬增材制造過(guò)程中有引導(dǎo)性地調(diào)控熔池熔化、流動(dòng)和凝固行為，或改變固化層晶粒成核、長(zhǎng)大及再結(jié)晶過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微觀(guān)結(jié)構(gòu)調(diào)控及機(jī)械性能強(qiáng)化。
論文全面梳理了基于性能控制的復(fù)合增材制造技術(shù)在殘余應(yīng)力拉-壓轉(zhuǎn)換、冶金缺陷閉合、微觀(guān)結(jié)構(gòu)調(diào)控、力學(xué)性能改善和各向異性?xún)?yōu)化的原理，總結(jié)了熔池-能量場(chǎng)耦合及熱-力交互過(guò)程中晶粒形核、生長(zhǎng)、再結(jié)晶過(guò)程。最后，對(duì)復(fù)合增材制造技術(shù)在多能場(chǎng)制造、新材料開(kāi)發(fā)、裝備自動(dòng)化和加工標(biāo)準(zhǔn)制定等方面面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和展望。復(fù)合增材制造技術(shù)為極端服役環(huán)境下復(fù)雜精細(xì)構(gòu)件高性能、高壽命、以及高可靠性一體化制造提供了一種全新的途徑。
研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（52335008）等資助。（機(jī)械工程學(xué)院）
原文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ad3315.
