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東莞理工學(xué)院攜手散裂中子源完成原位打印試驗

2026-01-16 17:13:25來源： 中國新聞網(wǎng)

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(記者許青青)東莞理工學(xué)院16日消息，該校3D打印與智能制造研究中心金屬增材制造團(tuán)隊(張麗娟教授團(tuán)隊)近日在中國散裂中子源工程材料中子衍射譜儀上，成功開展電弧熔絲增材制造原位打印試驗，破解了傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)無法在3D打印過程中實時捕捉材料內(nèi)部動態(tài)變化的行業(yè)難題。

該試驗成果對大尺寸、高性能復(fù)雜構(gòu)件的精準(zhǔn)制造，解決核心技術(shù)瓶頸問題提供全新解決方案，并為增材制造超常凝固機(jī)理研究提供有力的實驗驗證。

據(jù)了解，本次試驗為廣東省重大應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目“高性能金屬增材制造材料與工藝的應(yīng)用基礎(chǔ)研究”的課題三“超常凝固及固態(tài)相變行為與顯微組織形成機(jī)理研究”的核心內(nèi)容，是內(nèi)地首次將電弧熔絲增材制造技術(shù)與中子散射表征平臺結(jié)合的試驗。

張麗娟教授團(tuán)隊。東莞理工學(xué)院供圖

電弧熔絲增材制造技術(shù)因高效率、低成本、適用于大尺寸復(fù)雜構(gòu)件制造等優(yōu)勢，在高端裝備領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。而在逐點(diǎn)逐層的增材制造過程中，材料經(jīng)歷快速加熱和冷卻，多次反復(fù)熱循環(huán)，其微觀組織和應(yīng)力狀態(tài)會發(fā)生很多變化。但在常規(guī)檢測和表征實驗中，只能看到變化的最終結(jié)果，無法了解具體變化過程，制約了工藝優(yōu)化與性能提升。

張麗娟教授帶領(lǐng)團(tuán)隊攻克了原位打印與中子探測協(xié)同、極端環(huán)境下工藝穩(wěn)定控制等多項設(shè)備和技術(shù)難題，并借助散裂中子源強(qiáng)大的穿透能力和高分辨率探測優(yōu)勢，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了電弧熔絲增材制造過程中材料微觀結(jié)構(gòu)演化的實時、動態(tài)觀測，打破了傳統(tǒng)增材制造研究中“打印后檢測”的局限，為精準(zhǔn)揭示工藝-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)機(jī)制提供了直接的實驗依據(jù)。

試驗成果將為大尺寸、高性能復(fù)雜構(gòu)件的精準(zhǔn)制造提供核心技術(shù)支撐，同時為我國增材制造技術(shù)從“經(jīng)驗優(yōu)化”向“科學(xué)設(shè)計”轉(zhuǎn)型奠定重要基礎(chǔ)。張麗娟教授團(tuán)隊表示，將繼續(xù)深化與散裂中子源工程材料譜儀的合作，拓展原位表征在多材料增材制造、極端環(huán)境適配等方向的應(yīng)用，持續(xù)引領(lǐng)增材制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。(完)

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