·168· 工程科学学报，第41卷，第2期 (b) 1 Hz 100m 25 um (e) (d④ 3 Hz 100um 25μm (e) ) 7 Hz 100m 25μm 图12不同喷射频率下垂直柱外观形貌及内部组织5].(a)1金相组织：(b)1z扫描电镜背散射：(c)3Hz金相组织：()3z扫 描电镜背散射：(e)7Hz金相组织：(f)7Hz扫描电镜背散射 Fig.12 Profiles and microstructures of the columns with varied ejection frequencies]:(a)metallographic morphology for 1Hz;(b)BSE image for 1 Hz:(c)metallographic morphology for 3 Hz;(d)BSE image for 3 Hz;(e)metallographic morphology for 7 Hz;(f)BSE image for 7 Hz (5)减少工艺参数匹配难度. 接供料并在液态冷却介质快速冷却作用下快速凝固 金属增材制造工艺参数较多，且针对不同的金 的思想引入增材制造技术中，开发了低成本高效率 属增材制造设备和材料，各工艺参数之间匹配较为 的金属增材制造新技术一金属液流快冷增材制造 困难.运用高通量的方法建立与设备和材料合理匹 技术.其基本原理是将坩埚中的金属原料通过感应 配的工艺数据库，能够显著减少工艺参数的匹配 加热方式熔化后，金属熔体在压块的作用下通过送 难度 料管道输送至喷嘴中，在重力或气压的作用下，通过 (6)提升产品质量及综合性能. 与喷嘴出口和塞杆顶部之间间隙的配合，使金属熔 通过提高智能化水平、工艺优化、过程控制以及 体以不同流量的液流从喷嘴中流出，在液态冷却介 与传统等材制造、热处理等技术相结合等方法，对成 质的快速冷却作用下，使金属熔体按照预先规划好 形过程的热积累以及产品的残余应力、孔洞和组织 的成形路径逐层堆积并快速凝固，从而成形出金属 进行精确控制，能够有效提升产品质量及综合性能. 产品，如图13所示 (7)开发金属增材制造新技术 该技术不依赖于高能量密度热源，对原料形状、 针对传统金属增材制造技术设备、材料及工艺 种类没有特殊要求，并且采用喷嘴移动的方式进行 方面存在的诸多问题，多元化的开发金属增材制造 成形，解决了传统金属增材制造技术存在的设备和 新技术对于推动金属增材制造技术的发展具有至关 材料成本高、产品成形尺寸受限、材料适用性差、工 重要的作用.刘雪峰等[126]将金属熔体连续流出直 艺参数匹配困难等问题：采用流量可大范围调整的工程科学学报,第 41 卷,第 2 期 图 12 不同喷射频率下垂直柱外观形貌及内部组织[95] 郾 (a) 1 Hz 金相组织; (b) 1 Hz 扫描电镜背散射; (c) 3 Hz 金相组织; (d) 3 Hz 扫 描电镜背散射; (e) 7 Hz 金相组织; (f) 7 Hz 扫描电镜背散射 Fig. 12 Profiles and microstructures of the columns with varied ejection frequencies [95] : (a) metallographic morphology for 1 Hz; (b) BSE image for 1 Hz; (c) metallographic morphology for 3 Hz; (d) BSE image for 3 Hz; (e) metallographic morphology for 7 Hz; (f) BSE image for 7 Hz (5)减少工艺参数匹配难度. 金属增材制造工艺参数较多,且针对不同的金 属增材制造设备和材料,各工艺参数之间匹配较为 困难. 运用高通量的方法建立与设备和材料合理匹 配的工艺数据库,能够显著减少工艺参数的匹配 难度. (6)提升产品质量及综合性能. 通过提高智能化水平、工艺优化、过程控制以及 与传统等材制造、热处理等技术相结合等方法,对成 形过程的热积累以及产品的残余应力、孔洞和组织 进行精确控制,能够有效提升产品质量及综合性能. (7)开发金属增材制造新技术. 针对传统金属增材制造技术设备、材料及工艺 方面存在的诸多问题,多元化的开发金属增材制造 新技术对于推动金属增材制造技术的发展具有至关 重要的作用. 刘雪峰等[126] 将金属熔体连续流出直 接供料并在液态冷却介质快速冷却作用下快速凝固 的思想引入增材制造技术中,开发了低成本高效率 的金属增材制造新技术———金属液流快冷增材制造 技术. 其基本原理是将坩埚中的金属原料通过感应 加热方式熔化后,金属熔体在压块的作用下通过送 料管道输送至喷嘴中,在重力或气压的作用下,通过 与喷嘴出口和塞杆顶部之间间隙的配合,使金属熔 体以不同流量的液流从喷嘴中流出,在液态冷却介 质的快速冷却作用下,使金属熔体按照预先规划好 的成形路径逐层堆积并快速凝固,从而成形出金属 产品,如图 13 所示. 该技术不依赖于高能量密度热源,对原料形状、 种类没有特殊要求,并且采用喷嘴移动的方式进行 成形,解决了传统金属增材制造技术存在的设备和 材料成本高、产品成形尺寸受限、材料适用性差、工 艺参数匹配困难等问题;采用流量可大范围调整的 ·168·