增材制造技術為加工復雜零件提供了前所未有的設計自由度和制造靈活性。盡管增材制造技術相較于傳統制造方法有許多優勢，但仍存在一些問題和瓶頸阻礙了其大規模工業應用。外場輔助增材制造技術可以結合不同的輔助能量場，研究者們通過利用輔助場的內在優勢來克服增材制造技術的限制。

近日，由新加坡制造技術研究院聯合中國石油大學（華東），上海交通大學、普林斯頓大學、馬耳他大學、華中科技大學、加州大學爾灣分校、湖南大學以及法國EPM咨詢公司的學者們在制造領域頂級期刊《International Journal of Machine Tools and Manufacture》發表了題為“Review on field assisted metal additive manufacturing（外場輔助金屬增材制造綜述）”的綜述文章，全文3.5萬字，包含8個章節，250余篇文獻，涵蓋了磁場、聲場、溫度場、機械場、電場、等離子場、耦合場、模擬等，是目前論述該研究領域最全面的綜述。新加坡制造技術研究院譚超林、中國石油大學（華東）李潤聲為共同第一作者，上海交通大學杜大帆、普林斯頓大學杜楊和新加坡制造技術研究院蘇金龍為共同通訊作者。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2023.104032

本文對金屬材料中的外場輔助金屬增材制造技術進行了最新的專題綜述，包括磁場、聲場、機械場、熱場、電場、等離子場、多場耦合等。闡明了輔助場與沉積金屬材料之間的作用原理和交互機制，指出輔助外場可以影響熔池對流和動力學，改變材料凝固過程中的溫度分布和熱歷史，并對沉積材料施加應力或塑性變形。本文詳細回顧和討論了輔助場對熔池動力學、凝固動力學、致密化行為、微觀結構和織構、機械性能和疲勞性能的影響，還討論了外場輔助金屬增材制造技術的研究空白和未來發展趨勢的觀點。本文旨在為研究者們提供關于外場輔助金屬增材制造技術的最新信息，這可以幫助讀者了解每種外場輔助金屬增材制造技術的優勢與不足，提高其成熟度和技術水平，促進外場輔助金屬增材制造技術從實驗室到工業應用的轉化。

圖1 不同類型的外場輔助金屬增材制造術概述

圖2 外場輔助增材涉及典型金屬增材制造技術概述

圖3 磁場輔助金屬增材制造示意圖

圖4 聲場輔助金屬增材制造示意圖

圖5 熱場輔助金屬增材制造示意圖

圖6 機械場輔助金屬增材制造示意圖

圖7 外場輔助金屬增材制造作用機制概述

圖8 外場輔助金屬增材制造展望