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机器学习在增材制造中的研究进展

机器学习在增材制造中的研究进展

摘要：增材制造（Additive manufacturing,AM）技术的迅速发展为复杂结构部件的构建与功能梯度材料的实现提供了新的可能性。但是其工艺过程涉及复杂的多物理场耦合与动态演化机制，易引发孔隙、翘曲和裂纹等微观缺陷，进而对成形质量与结构性能构成严峻挑战。机器学习（Machine learning,ML）技术凭借数据驱动优势，逐步应用于增材制造的设计优化、工艺参数调整、质量预测与缺陷检测等领域。本文综述了增材制造主要工艺及其控制特性，分析了传统物理建模在复杂耦合过程下的局限性，并系统探讨了监督学习、无监督学习、深度学习与强化学习等算法在3D打印工艺参数优化、过程异常检测、内部质量评判等关键任务中的应用，最后展望了智能化AM系统在实时感知、自适应控制与反馈优化、多模态融合与物理引导建模等方向的发展潜力。
机械 2026年06月08日
基于智能制造的焊接材料新特征

基于智能制造的焊接材料新特征

摘要：制造业是国民经济的主要支柱，是工业提质增效转型升级的主力军。当前世界制造业正在向智能制造转变，各工业强国纷纷投入新工业革命的竞争当中，美国提出了“ 美国先进制造业国家战略计划” ，德国提出了“ 工业4.0计划” ，日本提出了“ 智能制造系统” ，国内在实施制造强国战略方面也提出了促进制造业创新发展，明确智能制造的主攻方向，助推智能制造一体化向高端化迈进的长远规划。焊接技术是制造业不可或缺的重要手段，智能焊接技术更是智能制造的重要主攻方向，已成为促进产业优化与提升“ 智造” 水平的关键因素。基于智能制造大背景下，不断涌现出新型的智能焊接技术，但其发展始终需要以焊接材料作为支撑，尤其是在智能制造背景下，焊接材料的研制面临着新的需求和挑战，只有不断提升焊接材料品质，赋予焊接材料新的特征，才能实现智能制造下优质高效焊接技术的不断发展和应用。面向全球智能制造发展浪潮，本文讨论了智能制造背景下焊接自动化与智能化的发展现状，梳理了焊接场景与焊接材料的匹配关系，归纳了新一代焊接材料应具备的特质，提出了焊材质量评价的新要素，总结了新时代浪潮下焊材制造技术所面临的新挑战，并对未来焊接材料的发展提出展望。
机械 2024年05月23日
冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

摘要：冷金属过渡（CMT）技术是在传统MIG/MAG焊基础上开发的一种改进型熔化极气体保护焊，具有热输入低、飞溅小、成形美观、绿色高可靠等一系列优点，广泛应用于航空航天、海工装备、车辆工程等领域。概括了冷金属过渡技术的原理及特点，重点介绍了冷金属过渡技术在异种金属焊接、薄板焊接、增材制造等的研究应用，以及目前存在的一些问题及未来需要研究的重点和方向。
机械 2026年05月26日
滚动轴承摩擦学简论

滚动轴承摩擦学简论

摘要：滚动轴承摩擦学是摩擦学的一个典型专业研究领域。在滚动轴承的发展历程中，摩擦学始终是其技术体系中重要的基础理论与关键核心技术之一，尤其是在节能减碳的当代，其主导作用更加突出。简述了有关滚动轴承摩擦学的发展历史及里程碑事件，提炼了滚动轴承的摩擦、磨损与润滑的摩擦学特性，介绍了摩擦学设计与应用在滚动轴承中所取得的主要成果，列举了滚动轴承摩擦学的研究方向及热点课题。同时指出，滚动轴承摩擦学的研究呈现散发状、碎片化的现状，如何将有关滚动轴承摩擦学的理论学说与工程经验集成起来，搭建一个系统而完整的滚动轴承摩擦学知识体系框架，对于促进轴承工业的科技进步与创新，具有十分重要的意义。
机械 2026年04月23日
多电极电弧焊接与增材制造技术的现状与未来趋势

多电极电弧焊接与增材制造技术的现状与未来趋势

摘要：针对成型件高精度控形与低损伤控性的实现需求，以及在增加熔敷量的同时达到热源热、质、力深度解耦的目标，多电极电弧焊接/增材技术已逐渐成为学术界与工业界共同关注的热点。本文对多电极电弧工艺的发展历程进行了系统综述，全面梳理了多电极电弧焊接与增材领域的前沿研究成果，并对多电极电弧中不同类型的耦合电弧进行了分类总结，多电极电弧系统通过引入多个电极，实现了对耦合电弧热质力传输过程的更精细调控，有助于优化沉积层的成形质量，降低缺陷，提高制造精度。强调了不同类型多电极电弧工艺在热源和电极排布方式，热质力解耦传输特性的区别，总结了焊接过程参数对耦合电弧稳定性的影响机制，最后，本文提出了适用于电弧熔丝增材制造领域的多电极电弧特性，探索复合材料构件的高性能制造，搭建新型多电极电弧技术的工艺数据库，为耦合电弧和多电极电弧增材制造技术的应用推广提供有价值的参考。
机械 2026年04月21日
超硬磨料砂轮数字化设计及磨削关键技术研究

超硬磨料砂轮数字化设计及磨削关键技术研究

摘要：本文探讨了超硬磨料砂轮在精密加工中的数字化设计及磨削关键技术。通过三维建模、仿真分析及磨料可控排布技术,实现了砂轮设计的精确控制。研究了高速超高速磨削、砂轮修整及磨削过程监测与控制等关键技术,以提升加工精度、效率和砂轮寿命。同时,还开展了不同磨粒排布形式的磨削试验,发现磨粒有序排布下磨削温度及磨削力要比其他排布形式要小,磨削性能更优越。这些技术广泛应用于汽车、航空航天、风电等领域,展现了广阔的应用前景。未来,随着科技进步,数字化设计将更加智能,高速磨削技术将普及,砂轮修整与磨削过程控制将更加智能化,推动机械加工技术的进一步发展。
机械 2026年04月14日
冷喷涂固态增材制造技术：演变、现状与机遇挑战

冷喷涂固态增材制造技术：演变、现状与机遇挑战

摘要：增材制造技术是一种典型的颠覆性制造技术，通过“自下而上”的材料累加成形方式，可实现传统制造方法难以完成的复杂结构。冷喷涂固态增材制造技术，因其独特的固态金属粉末高速碰撞沉积特性，展现出显著的技术优势和应用潜力。本文系统阐述了冷喷涂固态增材制造技术的概念、发展历史、技术优势及挑战，并重点分析了此技术在受损零部件修复与再制造等领域的典型应用。研究表明，冷喷涂固态增材制造技术具备沉积效率高、结合强度高、涂层致密性好等优点，尤其在高强高塑性沉积体制备和复杂构件修复方面展现出独特优势。然而，该技术也面临沉积体塑韧性不足、薄壁构件易变形开裂及喷嘴寿命短等挑战。本文总结了冷喷涂固态增材制造技术的研究进展，指出了未来发展方向，为推动该技术在航空航天、汽车制造等领域的广泛应用提供了理论参考和实践指导。
机械 2026年04月03日
低温冷风微量润滑加工机理和应用研究进展

低温冷风微量润滑加工机理和应用研究进展

摘要：低温冷却和微量润滑是解决传统浇注式润滑中大量使用切削液问题的有效方法，然而，低温冷却和微量润滑有着各自应用的局限性。虽然低温冷风微量润滑是解决以上技术问题的有效方案，但低温冷风微量润滑参数和切削用量与加工性能之间的量化映射关系尚不清晰，限制了低温冷风微量润滑在工业中的推广应用。基于此，针对低温冷风微量润滑的供给系统、加工性能、机理和模型进行了系统分析与综合评价。首先，从作用形式与机理方面分析了低温冷风微量润滑在加工过程中的典型供给方式。其次，从提高换热效率和改善润滑油膜的理化性质方面揭示了低温冷风微量润滑的冷却润滑机理对切削力、刀具磨损和切屑变形等加工性能的影响。进一步地，综述了低温冷风微量润滑在机械加工中对降低切削力、抑制刀具磨损和减小切屑变形的性能作用规律。结果表明：在润滑介质供应流量为50 mL/h、低温空气压力为0.7 MPa 的低温冷风微量润滑条件下磨削Ti-6Al-4V，与单一低温冷却条件相比，法向磨削力降低39%，切向磨削力降低40.9%。最后，分析了润滑条件和加工用量对切削力影响的变化规律，在平衡加工质量、加工效率和经济性的条件下得到了相对优选的磨削Ti-6Al-4V 加工用量和射流供给参数。针对当前低温冷风微量润滑技术面临的挑战，提出了未来发展方向，旨在为工业应用提供理论指导和技术支持。
机械 2026年05月12日
新能源汽车制造技术变革下的高端数控机床发展综述

新能源汽车制造技术变革下的高端数控机床发展综述

摘要：高端数控机床作为汽车先进制造领域的“工业母机”，是决定汽车产业制造水平的核心基础装备。在新能源汽车产业快速发展的驱动下，我国高端数控机床行业既面临重大发展机遇，也暴露出关键核心技术研发滞后、行业协同创新能力不足等诸多挑战。文章对新能源汽车领域制造工艺变革开展深入分析，梳理了我国用于汽车先进制造的高端数控机床发展现状及存在的问题，并从政府、行业和企业三个层面提出加强汽车与机床装备行业协同研发、建设汽车用高性能机床共性技术研发验证和推广应用服务平台、打造技术与人才交流平台等政策建议，对推动高端数控机床和新能源汽车产业高质量发展具有重要意义。
机械 2026年03月27日
3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

摘要：液体定向运输因其在精确药物递送、高效雾气收集及热转换等领域的广阔应用前景，近年来已成为科学研究的重点和热点。在此背景下，3D 打印（增材制造）技术凭借其材料与性能的可定制性及轻量化优势，为仿生液体定向运输功能结构/表面的制备提供了强有力的技术支撑。然而，目前对该方向的研究进展仍缺乏系统综述与深入讨论。本文在介绍液体定向运输所涉及相关模型/理论的基础上，从当前广泛应用的3D 打印技术（材料喷射打印、挤出式打印、粉末熔融打印及光聚合打印）出发，聚焦其在液体定向运输功能结构/表面制造中的应用，并依据制造原理对相关研究进行分类与探讨。最后，对不同3D 打印技术在现阶段应用中存在的问题（如打印精度及分辨率、打印材料、打印效率）进行总结，并对其未来在该领域的制造中所面临的挑战与发展方向进行展望。本文充分体现了3D 打印技术“材料-结构-功能”一体化的制造理念，对推动液体定向运输结构/表面的智能化及高性能制造具有重要的指导意义。
机械 2026年05月06日