會(huì)議名稱(chēng)

第二屆“極·光”光學(xué)制造及應(yīng)用研究生/博士后學(xué)術(shù)論壇（第六期）

會(huì)議形式及時(shí)間

線上，2023年12月21日晚19:00-21:30

會(huì)議主辦單位

《極端制造》(IJEM)期刊

《光電進(jìn)展》(OEA)期刊

會(huì)議協(xié)辦單位

上海交通大學(xué)材料學(xué)院焊接與激光制造研究所

上海市激光制造與材料改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

觀看直播

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會(huì)議議程

報(bào)告簡(jiǎn)介

朱 杰

上海交通大學(xué)

報(bào)告題目

層厚變化策略抑制選區(qū)激光熔化Inconel 625晶粒外延生長(zhǎng)

個(gè)人簡(jiǎn)介

朱杰，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生，導(dǎo)師為馮凱教授，主要從事選區(qū)激光熔化鎳基合金理論與應(yīng)用研究。已在《Scripta Materialia》《Corrosion Science》《Material Science and Engineering: A》《Materials Characterization》等國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表論文5篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。獲研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、研究生優(yōu)秀畢業(yè)生稱(chēng)號(hào)等獎(jiǎng)勵(lì)。

報(bào)告摘要

沿堆積方向外延生長(zhǎng)的柱狀晶組織是許多選區(qū)激光熔化制備材料的共同組織特征。打破長(zhǎng)柱狀晶粒的生長(zhǎng)以抑制晶粒組織及其相應(yīng)力學(xué)性能各向異性的有效途徑。目前常采用的方法是通過(guò)在金屬粉末中加入孕育劑(形核劑)從而在凝固前沿形成形核位點(diǎn)，并促進(jìn)非均勻形核，以此得到細(xì)小的等軸晶粒。這在常規(guī)的鑄造過(guò)程中十分常用且行之有效，在一些材料的選區(qū)激光熔化制造過(guò)程也發(fā)揮出明顯作用。但這種方式有兩個(gè)弊端，首先篩選恰當(dāng)?shù)模m合不同材料進(jìn)行增材制造的孕育劑就是一件有挑戰(zhàn)性的工作，其次金屬粉末制粉工藝復(fù)雜，添加孕育劑后很難保證良好的粉末質(zhì)量，并且重新評(píng)估粉末生產(chǎn)和摸索打印工藝參數(shù)也是需要考慮的問(wèn)題。因此如何通過(guò)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)組織調(diào)控以實(shí)現(xiàn)對(duì)柱狀晶組織的抑制是長(zhǎng)久追求的目標(biāo)。但需要指出的是，在選區(qū)激光熔化的工藝參數(shù)窗口內(nèi)，很難甚至不可能實(shí)現(xiàn)柱狀晶—等軸晶轉(zhuǎn)變，因此目前通過(guò)這種方式成功實(shí)現(xiàn)減弱各向異性的研究還沒(méi)有報(bào)道。針對(duì)上述問(wèn)題，本報(bào)告總結(jié)了工藝參數(shù)調(diào)控組織的關(guān)鍵影響因素，并提出一種簡(jiǎn)單有效的調(diào)控策略以實(shí)現(xiàn)對(duì)柱狀晶生長(zhǎng)的有效抑制，為選區(qū)激光熔化工藝參數(shù)調(diào)控組織提供新的思路。

寧晉生

東北大學(xué)

報(bào)告題目

激光定向能量沉積薄壁件的成形缺陷控制與力學(xué)性能異質(zhì)性研究

個(gè)人簡(jiǎn)介

寧晉生，現(xiàn)就讀于東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，導(dǎo)師為朱立達(dá)教授。研究方向?yàn)樵鰷p材復(fù)合加工與多材料、梯度合金激光增材成形。截至目前參與3項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目與多項(xiàng)省級(jí)課題，并已發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文（包含發(fā)表在《Materials Today》《International Journal of Extreme Manufacturing》 《International Journal of Mechanical Sciences》等期刊的研究或綜述文章）。曾于2019至2020年以聯(lián)合培養(yǎng)博士身份在普渡大學(xué)（美國(guó)）激光加工中心學(xué)習(xí)，期間導(dǎo)師Yung C. Shin教授。曾參與普渡大學(xué)研究基金會(huì)支持的關(guān)于增材零件后處理加工工藝開(kāi)發(fā)的課題項(xiàng)目。

報(bào)告摘要

形狀控制與性能優(yōu)化仍然是激光定向能量沉積工藝所面臨的根本挑戰(zhàn)。如何有效控制并消除成形缺陷以及進(jìn)一步厘清工藝過(guò)程、微觀組織與成形性能的內(nèi)在聯(lián)系具有重要的研究?jī)r(jià)值。本報(bào)告介紹了我們?cè)诿嫦虮”诩练e成形過(guò)程形、性控制方面的相關(guān)研究。基于對(duì)薄壁件成形過(guò)程的實(shí)時(shí)成像，構(gòu)建了一種基于機(jī)器視覺(jué)的參數(shù)實(shí)時(shí)反饋方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)成形高度一致性的自適應(yīng)補(bǔ)償。此外，通過(guò)引入考慮實(shí)際能量分布與粉末匯聚的有效能量密度，計(jì)算分析了沉積過(guò)程的動(dòng)態(tài)離焦變化，探討了由參數(shù)差異導(dǎo)致的沉積過(guò)程不穩(wěn)定對(duì)成形件力學(xué)性能異質(zhì)性的影響。本報(bào)告圍繞“參數(shù)選擇-工藝過(guò)程-成形質(zhì)量”框架，旨在啟發(fā)更穩(wěn)定可靠且高效智能的激光定向能量沉積薄壁件成形。

于學(xué)鑫

大連理工大學(xué)

報(bào)告題目

熔體自生陶瓷激光定向能量沉積增材制造

個(gè)人簡(jiǎn)介

于學(xué)鑫，大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院高性能精密制造全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2023級(jí)博士研究生，導(dǎo)師為吳東江教授，主要從事熔體自生陶瓷激光增材制造方向研究。在《Journal of the European Ceramic Society》《Journal of the American Ceramic Society》《Ceramics International》等期刊累積發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇（ESI高被引文章2篇，封面文章1篇）。參加學(xué)術(shù)會(huì)議3次，在第二屆中國(guó)陶瓷增材制造前沿科學(xué)家論壇進(jìn)行口頭匯報(bào)并獲評(píng)優(yōu)秀學(xué)術(shù)海報(bào)。攻讀研究生期間獲評(píng)校優(yōu)秀碩士論文，遼寧省優(yōu)秀畢業(yè)生，優(yōu)秀研究生等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。

報(bào)告摘要

針對(duì)兩機(jī)系統(tǒng)熱端部件1650 ℃以上高溫富氧的服役環(huán)境對(duì)高溫結(jié)構(gòu)材料的承溫極限及高溫性能提出了愈加苛刻的要求，以氧化物共晶陶瓷為代表的熔體自生陶瓷（Melt Growth Ceramics, MGC）是20世紀(jì)末迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型高溫復(fù)合材料。激光定向能量沉積（Laser Directed Energy Deposition, LDED）是一種基于同步送料的增材制造技術(shù)。該技術(shù)利用高功率激光束將同步輸送的無(wú)粘結(jié)劑高純陶瓷原料完全熔化，通過(guò)定域沉積實(shí)現(xiàn)了“高性能陶瓷材料制備”與“復(fù)雜構(gòu)件成形制造”的一體化，能夠有效克服熔體自生陶瓷傳統(tǒng)制備方法在周期、能耗及結(jié)構(gòu)復(fù)雜度等方面的局限，為直接增材制造熔體自生陶瓷構(gòu)件提供了新的解決方案，成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。本報(bào)告總結(jié)了目前課題組利用LDED制備的不同熔體自生陶瓷的微觀組織特征及其主要力學(xué)性能，并綜合論述了目前針對(duì)微觀組織及開(kāi)裂行為調(diào)控所開(kāi)展的主要研究。基于現(xiàn)有研究進(jìn)展，對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和需進(jìn)一步解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了探討，指出抑制開(kāi)裂與改善組織性能是目前面臨的首要問(wèn)題，材料和新工藝的發(fā)展是突破現(xiàn)有瓶頸、推動(dòng)熔體自生陶瓷激光定向能量沉積技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵。

鄭 敏

北京工業(yè)大學(xué)

報(bào)告題目

激光選區(qū)熔化過(guò)程晶粒演化的數(shù)值模擬研究

個(gè)人簡(jiǎn)介

鄭敏，畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，本科專(zhuān)業(yè)為材料成型及控制工程，畢業(yè)后以專(zhuān)業(yè)第四的成績(jī)獲得保研資格，并在本校直博攻讀博士學(xué)位，專(zhuān)業(yè)為激光增材制造，導(dǎo)師為黃衛(wèi)東教授，博士畢業(yè)后以師資博后的身份進(jìn)入北京工業(yè)大學(xué)肖榮詩(shī)教授團(tuán)隊(duì)，從事激光加工方面工作。本人以第一作者身份發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇，均為一區(qū)Top期刊。曾獲得過(guò)增材制造專(zhuān)項(xiàng)一等獎(jiǎng)學(xué)金、航天科技CASC專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)學(xué)金、校三好等獎(jiǎng)項(xiàng)。

報(bào)告摘要

通過(guò)優(yōu)化計(jì)算流體力學(xué)和晶粒演化模型精度并開(kāi)發(fā)并行計(jì)算程序提升計(jì)算效率，構(gòu)建了兼具高計(jì)算精度和高計(jì)算效率的激光選區(qū)熔化粉末熔凝過(guò)程及組織演化的多物理場(chǎng)數(shù)值模型，并基于此模型揭示了激光選區(qū)熔化過(guò)程熔道表面形貌及缺陷的形成機(jī)理和晶粒組織的演化機(jī)制。

蔡濰鍶

華南理工大學(xué)

報(bào)告題目

基于功能基元設(shè)計(jì)的NiTi基復(fù)合材料

個(gè)人簡(jiǎn)介

蔡濰鍶，華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院國(guó)家金屬材料近凈成形工程技術(shù)研究中心2020級(jí)博士生。研究方向?yàn)樾螤钣洃浐辖稹⑩伜辖稹⒃霾闹圃旌头勰Y(jié)。參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)重大項(xiàng)目。以第一作者/共同作者發(fā)表SCI論文6篇；參與撰寫(xiě)中文著作1部；授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1件，受理國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利3件，申請(qǐng)國(guó)際PCT專(zhuān)利2件；獲得2022年?yáng)|京工業(yè)大學(xué)青年訪問(wèn)研究員資格及國(guó)家公派留學(xué)資格，獲得2023年研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金。

報(bào)告摘要

NiTi形狀記憶合金因其超彈性、形狀記憶效應(yīng)、阻尼特性和生物相容性等特點(diǎn)，在驅(qū)動(dòng)裝置、微機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。新型記憶合金復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)可以結(jié)合多種材料屬性，從而拓寬其應(yīng)用范圍。本文基于功能基元序構(gòu)的材料設(shè)計(jì)新范式，制備了含有雙記憶合金基元的NiTi-NiTiZrCu復(fù)合材料。通過(guò)基元內(nèi)部有序啟動(dòng)的漸進(jìn)式馬氏體相變和協(xié)同變形機(jī)制，該復(fù)合材料在1.4 GPa的高應(yīng)力下、零下50℃的低溫下均表現(xiàn)出優(yōu)異的超彈性。這一創(chuàng)新為高強(qiáng)度、寬溫域、大回復(fù)應(yīng)變形狀記憶合金的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了支持。

高振洋

上海交通大學(xué)

報(bào)告題目

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿生結(jié)構(gòu)超材料研究

個(gè)人簡(jiǎn)介

高振洋，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院特種材料研究所博士研究生。研究方向?yàn)樵霾闹圃旖Y(jié)構(gòu)超材料。參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等多個(gè)重大項(xiàng)目。共發(fā)表SCI論文10篇，其中第一作者在《International Journal of Machine Tools and Manufacture》 《Additive Manufacturing》《Composite Part B: Engineering》等SCI一區(qū)Top期刊發(fā)表論文5篇；授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，參與國(guó)際會(huì)議4次；獲得2023年金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獎(jiǎng)研金、國(guó)家留學(xué)基金委獎(jiǎng)學(xué)金等諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。

報(bào)告摘要

結(jié)構(gòu)超材料憑借其復(fù)雜的鏤空的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)例如超高比剛度強(qiáng)度，比吸能、斷裂調(diào)控、負(fù)泊松比等諸多奇異的機(jī)械性能。生物結(jié)構(gòu)通過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化，為結(jié)構(gòu)超材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有效的數(shù)據(jù)庫(kù)。本研究通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方式構(gòu)建復(fù)雜仿生結(jié)構(gòu)抽象化設(shè)計(jì)參數(shù)與機(jī)械性能的映射關(guān)系，并通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)了仿生多層級(jí)結(jié)構(gòu)超材料的性能控制與可編程化設(shè)計(jì)。

關(guān)于期刊

International Journal of Extreme Manufacturing(中文《極端制造》），簡(jiǎn)稱(chēng)IJEM，致力于發(fā)表極端制造領(lǐng)域相關(guān)的高質(zhì)量最新研究成果。自2019年創(chuàng)刊至今，期刊陸續(xù)被SCIE、EI、Scopus等20余個(gè)國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。2023年JCR最新影響因子14.7，位列工程/制造學(xué)科領(lǐng)域第一。中科院分區(qū)工程技術(shù)1區(qū)，TOP期刊。

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撰稿: 作者 編輯：范珂艷 審核：關(guān)利超

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