近日，机械工程学院鲁金忠教授团队在机械制造领域顶刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing, IF=16.1）上发表了题为“Performance-control orientated hybrid metal additive manufacturing technologies: State of the art, challenges, and future trends”的长篇综述。该论文分别从增材制造领域的发展历史、工艺标准、材料选择、趋势展望等方面做了较为系统的介绍。博士生吕继铭为第一作者，鲁金忠教授、罗开玉教授与卢海飞副教授为通讯作者。

由三维模型数据直接驱动生产零件的金属增材制造技术，已成为影响第四次工业革命的十二项颠覆性技术之一，在加工周期、材料利用率、成本、设计自由度等方面展现出显著的优势。然而，单一的增材制造技术难以满足复杂精细构件高质量制造需求，金属构件在连续加工过程中性能不稳定，如热循环累积、内部残余拉应力和柱状晶外延生长，阻碍其在标准化工业生产中的广泛应用，亟需发展基于性能控制的复合增材制造（Hybrid Additive Manufacturing, HAM）一体化成形技术。

该技术通过利用外部能量场或层间塑性变形方法，在金属增材制造过程中有引导性地调控熔池熔化、流动和凝固行为，或改变固化层晶粒成核、长大及再结晶过程，进而实现微观结构调控及机械性能强化。本论文全面梳理了基于性能控制的复合增材制造技术在残余应力拉-压转换、冶金缺陷闭合、微观结构调控、力学性能改善和各向异性优化的原理，总结了熔池-能量场耦合及热-力交互过程中晶粒形核、生长、再结晶过程。最后，对复合增材制造技术在多能场制造、新材料开发、装备自动化和加工标准制定等方面面临的挑战和发展趋势进行了分析和展望。复合增材制造技术为极端服役环境下复杂精细构件高性能、高寿命、以及高可靠性一体化制造提供了一种全新的途径。

研究获得了国家自然科学基金重点项目（52335008）等资助。

原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ad3315.