激光沉積增材製造（LDM）過程中的幾何缺陷嚴(yan) 重影響製件成形精度和可重複性，製約了該技術在關(guan) 鍵領域的應用。國內(nei) 外學者對常見幾何缺陷的形成機製、激光沉積製造過程監測及缺陷調控進行了深入研究，常見幾何缺陷可分為(wei) 表麵不平整、熔化塌陷、翹曲變形、分層開裂四類。

LDM中的幾何缺陷研究路線圖研究難點或瓶頸

目前，幾何缺陷的形成機製研究包括熔池失穩、複雜的熱曆史、殘餘(yu) 應力、材料/能量波動等，可分為(wei) 係統性因素和隨機性因素。幾何缺陷的緩解及補償(chang) 大多為(wei) 工藝參數調控、預熱緩冷、基於(yu) 仿真或形貌監測的預變形及補償(chang) ，結合形成機製—過程監測—缺陷調控的閉環控製係統仍未形成完整體(ti) 係。

LDM中的典型幾何缺陷

LDM中的幾何缺陷形成因素

未來展望

由於(yu) 諸多隨機因素和工藝參數之間複雜的相互作用，工藝參數對幾何缺陷的影響尚未完全量化，需要進行進一步的研究並製定新的過程監測和緩解戰略。

首先，進一步擴大全尺寸製件的過程監測和變形預測，適應LDM技術向大尺寸構件轉變的發展趨勢。

第二，采用多傳(chuan) 感器和多信號數據融合技術，建立多維特征數據庫來預測幾何缺陷並形成主動反饋控製，有效提高成形精度和加工效率。

第三，過程監測與(yu) 人工智能和數值模擬相結合，通過機器學習(xi) 等人工智能技術準確地區分幾何缺陷相關(guan) 的信號信息並建立相關(guan) 數據庫，采用多物理場和多尺度數值模擬技術預測成形質量和潛在風險。

論文原文鏈接:

doi.org/10.1016/j.cjmeam.2022.100052

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772665722000368‍

論文引用：

Lanyun Qin, Kun Wang, Xiaodan Li, Siyu Zhou, Guang Yang. Review of the Formation Mechanisms and Control Methods of Geometrical Defects in Laser Deposition Manufacturing. Chinese Journal of Mechanical Engineering: Additive Manufacturing Frontiers, 2022, 1(4).

沈航楊光教授團隊丨基於(yu) 激光-粉末-熔池相互作用的選區激光熔化內(nei) 部缺陷形成機理綜述

團隊帶頭人介紹

楊光，工學博士，教授，博導。沈陽航空航天大學機電工程學院副院長；遼寧省高性能金屬增材製造工程研究中心主任；沈陽增材製造工程技術研究中心主任。多年來投身航空航天類高性能金屬增材技術研究，已獲授權發明專(zhuan) 利16項、發表論文80餘(yu) 篇。研究成果已在某3代重型戰機、4代隱身戰機、航空發動機等重點型號承力結構件製造、運維方麵規模化應用，解決(jue) 批產(chan) 和科研瓶頸難題，取得了顯著的經濟和社會(hui) 效益。

團隊研究方向

（1）增材製造工藝與(yu) 裝備；

（2）增材製造/修複、性能考核、評價(jia) 和應用；

（3）增材製造缺陷形成機製及防控。

近年團隊發表文章

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