增材制造成型機械超材料的研究進展及展望

張振杰，龍芋宏，徐榕蔚，劉清原，周遼，黃平，藍高強

(桂林電子科技大學機電工程學院，廣西桂林 541004)

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增材制造(也稱3D打印技術)作為第三次科技革命的重要推動力之一，已經在人們的生產生活中占據了重要的地位。激光選區熔化技術是如今應用最廣泛的激光增材制造技術之一。增材制造技術解決了傳統制造技術無法成型“復雜零件”的難題，但是利用增材制造技術加工制造零件時所耗費的打印成本比較高，而且傳統零件結構利用增材制造技術加工制造時無法充分發揮增材制造的優勢。因此人們提出了對激光增材制造技術成型高性能復雜輕量化結構的研究，為航空航天、船舶、汽車、醫療等領域輕量化金屬構件性能和功能的突破帶來了新的契機。相關研究表明：輕量化結構在減輕質量的同時節約了成本，對構件性能的要求也越來越高，因此集成多功能的構件顯得尤為重要。目前，對于增材制造輕量化的研究主要分為材料輕量化和結構輕量化。由于使用的輕質材料普遍種類較少且價格昂貴，而在零件的結構優化方面仍然有很大的發展空間，因此出現了越來越多針對零件結構優化的研究?！俺牧稀?Metamaterials，MMs)就是目前最受關注的一種。由于超材料本身結構復雜，使用傳統成型工藝制造困難，而增材制造技術在成型復雜結構時具有一定的優勢，因此為超材料的制造成型提供了一種有效的方法。機械超材料是超材料的一種，是一種具有特殊功能的多孔晶格點陣結構，如圖1所示?！?br>