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采用激光金属沉积技术实现功能梯度金属材料的增材制造

DOI：10.1016/j.addma.2019.100901 期刊：Additive Manufacturing 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 功能梯度材料（FGMs）因其通过组分或结构渐变分布所形成的梯度性能，在工业界引发了广泛研究兴趣。近年来，金属功能梯度材料受到重点关注，而增材制造（AM）已成为制备金属FGMs的重要途径。本文旨在综述激光金属沉积（LMD）这一广泛应用于金属材料的增材工艺所制备金属FGMs的研究进展：首先介绍FGMs的独特性能优势；随后系统总结与讨论不同类型金属FGMs通过LMD实现过渡路径设计、制备及表征的典型研究成果；最后探讨LMD制备金属FGMs面临的挑战，并提出模型表征、数值模拟等FGM相关领域有待深入研究的方向。
作者： Lei Yan，Yitao Chen，Frank Liou
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研究概述 实验方案

研究目的

概述激光金属沉积（LMD）制备金属功能梯度材料（FGMs）的研究进展，包括最新技术水平、技术挑战及未来发展方向。

研究成果

通过激光熔覆沉积技术制备成分梯度金属功能梯度材料（FGMs）需要多领域协同合作，包括开发完整的金属增材制造系统以实现设计与制造、深入掌握相变理论知识和热力学计算。建模与数值模拟将进一步提升金属功能梯度材料在增材制造领域的发展水平。

研究不足

该研究仅限于通过激光熔覆沉积（LMD）制造的成分梯度功能梯度材料（FGMs），不包括通常通过选择性激光熔化（SLM）制造的晶格梯度FGMs。挑战包括裂纹、金属间相、未熔合颗粒、冷却速率控制以及混合控制。

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