《Science》颁发南航顾冬冬传授团队金属删材造制研讨综述论文
2021年5月28日，国际闻名学术期刊《Science》颁发了南京航空航天大学质料科学与技能学院、江苏省高性能金属构件激光增材制造工程试验室顾冬冬传授团队的研究综述论文《质料–布局–性能一体化激光金属增材制造》[1]。南京航空航天大学是本文第一署名单元，顾冬冬传授为本文第一作者和通讯作者。
@南京航空航天大学
同期Science主编以“跨标准调控”为题，对论文做了亮点批评，以为“激光增材制造有望厘革零部件的设计方法。顾等人发起将串联式设计和成形构件的增材制造计谋，厘革至更为团体性的要领来优化金属构件。这种更为综合的要领将有助于淘汰制造所需的工序数目，并扩大可用于终极应用零部件的布局范例。”
高性能金属构件是航空、航天、交通、能源等当代产业的基石，且高端装备的服役性能很大水平上取决于构件的高性能。高性能金属构件多服役于极度严苛情况，故对构件的选材、制造工艺、性能/功效均提出了严重挑衅。
激光增材制造（3D打印）技能是当宿世界科技强国竞相进展的一项计谋性要害焦点技能，可餍足当代产业对难加工金属构件短周期、高精度、高性能制造的庞大需求。激光增材制造逐点逐域的局部成形特性，决定了工艺历程和成形性能涉及宏观–介观–微观至少6个数目级的大跨标准形性和谐，这是其焦点科学挑衅。
传统增材制造遵照典范的“串联式门路”，即布局设计–质料选择–加工工艺–实现性能；但因质料、布局和工艺等多身分耦合纪律庞大，激光增材制造准确成形需重复试错，造成金属构件高性能目的实现困难。
为对应上述挑衅，论文提出了“质料–布局–性能一体化增材制造”（MSPI-AM）这一团体性观点，其观点性创新在于：厘革传统的串联式增材制造门路，进展新的质料–布局–工艺–性能一体化“并行模式”，在庞大团体构件内部同步实现多质料设计与结构、多层级布局创新与打印，以自动实现构件的高性能和多功效。
质料–布局–性能一体化增材制造（MSPI-AM）的观点及内在
@南京航空航天大学
为明了“质料–布局–性能一体化增材制造”的科学内在与技能途径，论文面向下一代空间探测器着陆器体系的团体化和多功效化进展趋向，针对隔热/防热、减震抗打击、空间抗辐射等多功效需求，创新进展鳞脚蜗牛壳的层状复合布局、水蜘蛛的水泡构型、多孔蜂窝等仿生布局，并基于陶瓷/金属梯度复合质料、碳纳米管加强金属基复合质料等多质料设计与结构，实现仿生多质料团体构件的质料–布局–性能一体化增材制造及其高性能/多功效。
多功效团体构件的质料–布局–性能一体化激光增材制造：以下一代空间探测着陆器“大底”构件为例
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论文界说了“质料–布局–性能一体化增材制造”的两大特性及其内在。其一是“相宜质料打印至相宜位置”，从合金和复合质料内部多相结构、二维和三维梯度多质料结构、质料与器件空间结构3个庞大度层级，展现了多质料构件激光增材制造的科学内在、成形机制与实现途径；其二是“奇特布局打印创成奇特功效”，展现了拓扑优化布局、点阵布局、仿生布局增材制造的素质是分别将优化设计的质料及孔隙、最少的质料、自然优化的布局打印至构件内最符合的位置，提出了基于上述三类典范布局创新设计及增材制造实现轻量化、承载、减震吸能、隔热防热等多功效化的道理、要领、挑衅及对策。
质料–布局–性能一体化增材制造的特性之一：相宜质料打印至相宜位置
@南京航空航天大学
质料–布局–性能一体化增材制造的特性之二：奇特布局打印创成奇特功效
@南京航空航天大学
论文创建了“质料–布局–性能一体化增材制造”的跨标准实现道理及调控要领，包罗微观标准的质料构造与界面调控、介观标准的粉末激光熔凝及致密化工艺操纵、宏观标准的构件布局与性能准确和谐。本文进一步对“质料–布局–性能一体化增材制造”将来进展偏向举行了总结与瞻望，包罗越发数字化的质料创成和布局创新、更具自主决议计划功效的打印装备、越发智能化的打印历程、越发多元融合的打印工艺、越发绿色可连续的打印技能及应用等。
高性能/多功效金属构件质料–布局–性能一体化激光增材制造的跨标准形性调控机制
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论文研究事情得到国度天然科学基金重点项目（51735005）、国度重点研发打算（2016YFB1100101）、国度天然科学基金创新研究群体项目（51921003）等项目资助。
解释
[1] Dongdong Gu*, Xinyu Shi, Reinhart Poprawe, David L. Bourell, Rossitza Setchi, Jihong Zhu, Material-structure-performance integrated laser-metal additive manufacturing. Science 2021, 372, eabg1487
l 文章泉源：南京航空航天大学
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