2025年12月08-11日，学院卓越论坛第33期使用腾讯会议平台在线上成功举办，分别由由香港中文大学SONG Xu教授、新加坡国立大学机械工程系闫文韬副教授、南加州大学航空航天与机械工程系Wen Chen副教授带来学术报告。本次论坛分别由机械与航空航天工程学院吴文征教授、李桂伟副教授主持。
SONG Xu教授的报告题目是：微激光粉末床熔融：工艺、材料与应用。微激光粉末床融合（μLPBF）技术为3D打印研究界带来了巨大潜力，因为它能够以更高的精度和更好的性能制造复杂金属部件。通过全面比较μLPBF与传统LPBF，发现μLPBF可以获得更好的表面光洁度、更细的微观结构、更理想的机械性能和更小的畸变。此外，由于其能量-体积-密度高于传统LPBF工艺，μLPBF能够制造高反射性材料，如纯铜，同时保持低激光功率、高分辨率和优良材料性能。μLPBF结合了细束和小层厚度，成功实现了打印纯铜的强度和延展性，同时保持热导率和电导率接近退火后铜，无需热处理。为了进一步将纯铜的打印分辨率降低到100微米以下，并将表面粗糙度进一步降低到1微米以下，提出了一种便捷的氧化物-色散强化（ODS）策略，使铜的中层分子（AM）分辨率低于100微米（~70微米）能够通过激光粉末床融合（PBF-LB）实现。该ODS策略始于氧气辅助气体雾化（OAGA），将超细且分布良好的Cu2O纳米颗粒引入纯铜粉末原料中。这些纳米级色散体不仅提高了激光吸收性和熔体的粘度，还促进了动态润湿行为，从而在打印和熔池稳定过程中实现低焓的钥匙孔模式。增材制造（AMed）ODS Cu表现出卓越的屈服强度，约450兆帕，且均匀伸长率高达~12%，同时保持高电导率。卓越的低于100微米的打印分辨率，加上AMed ODS Cu卓越的机械和电气性能，为开发下一代Cu微型架构器件以实现功能性应用提供了巨大机遇。
闫文韬博士的报告题目是：多材料增材制造的高保真建模：工艺、微观结构与性能。多材料增材制造为材料设计与合成开辟了新方向，同时也增加了工艺-结构-性能关系的复杂性。为此，开发并无缝集成了一系列高保真多物理模型，用于多材料增材制造。具体来说，利用耦合计算流体力学（CFD）和离散元件法（DEM）的多相流动模型，模拟纳米和微颗粒增强复合材料熔炼过程中未熔化粉末颗粒的运动。对于不同粉末进行原位合金熔炼的情况，模型包含主要物理因素，例如蒸发和对流导致的成分演变、受当地化学成分影响的热物理材料性质变化，以及合金化/化学反应引起的热释放/吸收。机械性能和热应力通过晶体塑性有限元（FE）模型模拟，该模型包含了真实几何形状（粗糙表面和空隙）、温度轮廓和微观结构，包括增强粒子与位错之间的相互作用。这些模型已被证明有助于揭示物理机制并指导制造过程优化，这些机制已被实验验证。
陈文博士的报告题目是：金属增材制造：从复杂合金到简单合金。对极端环境材料需求的增长推动了化学结构日益复杂的金属合金的发展。然而，通过传统方法合成和加工复杂合金存在挑战。增材制造，也称为3D打印，是一种颠覆性技术，可以在单次打印中制造材料和组件。利用复杂合金的庞大组成空间以及增材制造中远离平衡的加工条件（如大热梯度和高冷却速率），为材料设计提供了引领范式的路径。在本次演讲中，介绍了利用激光增材制造和直接墨水书写技术，在多个长度尺度上生产具有工程结构层级的金属合金的潜力。这些独特的微观结构产生了卓越的机械和功能特性，远超传统制造所能达到的范围。此外，讨论了增材制造为高通量材料发现和设计合金、降低组成复杂性、实现可持续冶金的丰富机遇。
