增材制造技術(shù)為加工復(fù)雜零件提供了前所未有的設(shè)計自由度和制造靈活性。盡管增材制造技術(shù)相較于傳統(tǒng)制造方法有許多優(yōu)勢，但仍存在一些問題和瓶頸阻礙了其大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。外場輔助增材制造技術(shù)可以結(jié)合不同的輔助能量場，研究者們通過利用輔助場的內(nèi)在優(yōu)勢來克服增材制造技術(shù)的限制。

近日，由新加坡制造技術(shù)研究院聯(lián)合中國石油大學(xué)（華東），上海交通大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、馬耳他大學(xué)、華中科技大學(xué)、加州大學(xué)爾灣分校、湖南大學(xué)以及法國EPM咨詢公司的學(xué)者們在制造領(lǐng)域頂級期刊《International Journal of Machine Tools and Manufacture》發(fā)表了題為“Review on field assisted metal additive manufacturing（外場輔助金屬增材制造綜述）”的綜述文章，全文3.5萬字，包含8個章節(jié)，250余篇文獻(xiàn)，涵蓋了磁場、聲場、溫度場、機(jī)械場、電場、等離子場、耦合場、模擬等，是目前論述該研究領(lǐng)域最全面的綜述。新加坡制造技術(shù)研究院譚超林、中國石油大學(xué)（華東）李潤聲為共同第一作者，上海交通大學(xué)杜大帆、普林斯頓大學(xué)杜楊和新加坡制造技術(shù)研究院蘇金龍為共同通訊作者。

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https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2023.104032

本文對金屬材料中的外場輔助金屬增材制造技術(shù)進(jìn)行了最新的專題綜述，包括磁場、聲場、機(jī)械場、熱場、電場、等離子場、多場耦合等。闡明了輔助場與沉積金屬材料之間的作用原理和交互機(jī)制，指出輔助外場可以影響熔池對流和動力學(xué)，改變材料凝固過程中的溫度分布和熱歷史，并對沉積材料施加應(yīng)力或塑性變形。本文詳細(xì)回顧和討論了輔助場對熔池動力學(xué)、凝固動力學(xué)、致密化行為、微觀結(jié)構(gòu)和織構(gòu)、機(jī)械性能和疲勞性能的影響，還討論了外場輔助金屬增材制造技術(shù)的研究空白和未來發(fā)展趨勢的觀點。本文旨在為研究者們提供關(guān)于外場輔助金屬增材制造技術(shù)的最新信息，這可以幫助讀者了解每種外場輔助金屬增材制造技術(shù)的優(yōu)勢與不足，提高其成熟度和技術(shù)水平，促進(jìn)外場輔助金屬增材制造技術(shù)從實驗室到工業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。

圖1 不同類型的外場輔助金屬增材制造術(shù)概述

圖2 外場輔助增材涉及典型金屬增材制造技術(shù)概述

圖3 磁場輔助金屬增材制造示意圖

圖4 聲場輔助金屬增材制造示意圖

圖5 熱場輔助金屬增材制造示意圖

圖6 機(jī)械場輔助金屬增材制造示意圖

圖7 外場輔助金屬增材制造作用機(jī)制概述

圖8 外場輔助金屬增材制造展望