2025年增材制造工程師職業(yè)資格考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選、未選均不得分）1.在激光選區(qū)熔化（SLM）過程中，下列哪一項(xiàng)參數(shù)對(duì)熔池深度影響最大？A.掃描速度B.鋪粉層厚C.激光功率D.掃描間距答案：C解析：激光功率直接決定單位時(shí)間內(nèi)輸入的能量，能量密度與熔池深度呈指數(shù)關(guān)系；其余參數(shù)僅間接影響。2.采用Ti6Al4V粉末進(jìn)行電子束熔化（EBM）時(shí)，為抑制“吹粉”現(xiàn)象，通常優(yōu)先調(diào)整：A.預(yù)熱溫度B.電子束聚焦電流C.鋪粉速度D.成形室氧含量答案：A解析：EBM通過高溫預(yù)熱使粉末輕微燒結(jié)，提高導(dǎo)電性與粘附力，顯著降低吹粉概率。3.增材制造殘余應(yīng)力主要來源于：A.粉末粒度分布B.層間結(jié)合強(qiáng)度不足C.非均勻熱循環(huán)導(dǎo)致塑性變形不協(xié)調(diào)D.支撐結(jié)構(gòu)剛度低答案：C解析：快速加熱冷卻造成溫度梯度，熱脹冷縮受約束產(chǎn)生塑性應(yīng)變，冷卻后形成拉應(yīng)力。4.在聚合物熔融沉積（FDM）中，若出現(xiàn)“象腳”缺陷，最優(yōu)先的整改措施是：A.降低噴嘴溫度B.提高風(fēng)扇冷卻風(fēng)速C.減小首層間隙D.降低打印平臺(tái)溫度答案：D解析：平臺(tái)溫度過高使底層過度軟化，在自重下向外膨脹；降低平臺(tái)溫度可快速固化底層。5.關(guān)于NASAMSFCSPEC3717標(biāo)準(zhǔn)，下列說法正確的是：A.適用于所有金屬3D打印工藝B.規(guī)定了激光功率上限C.要求每批零件必須伴隨同爐隨件試樣D.允許采用X射線數(shù)字成像替代CT答案：C解析：該規(guī)范為NASA火箭發(fā)動(dòng)機(jī)增材制造專用，強(qiáng)制同爐隨件試樣（coupons）以驗(yàn)證性能一致性。6.采用316L不銹鋼進(jìn)行SLM時(shí)，若相對(duì)密度始終低于99%，首先應(yīng)：A.減小層厚B.增加激光功率并降低掃描速度C.更換粉末供應(yīng)商D.提高氧含量以改善潤濕答案：B解析：能量密度不足是致密度低的主因，提高能量輸入可消除未熔合缺陷；氧含量升高反而惡化潤濕。7.在增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）中，“自支撐角度”一般指無需額外支撐的臨界懸垂角，對(duì)于鈦合金SLM，該角度約為：A.35°B.45°C.55°D.65°答案：B解析：實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，Ti6Al4V在45°以下表面粗糙度Ra<25μm，可免除支撐。8.采用原位監(jiān)測手段捕捉SLM過程中的“羽輝（plume）”現(xiàn)象，最常用的傳感器是：A.可見光高速相機(jī)B.短波紅外熱像儀C.光電二極管@532nmD.狹縫式聲發(fā)射傳感器答案：C解析：羽輝對(duì)532nm激光散射最強(qiáng)，光電二極管響應(yīng)頻率可達(dá)100kHz，成本低、數(shù)據(jù)量小。9.對(duì)于鋁合金SLM，出現(xiàn)宏觀裂紋的最可能冶金原因是：A.氫致延遲裂紋B.熱裂（hotcracking）C.層間未熔合D.相變誘導(dǎo)裂紋答案：B解析：鋁硅系合金凝固區(qū)間寬，枝晶間液體薄膜在拉應(yīng)力下開裂，呈沿晶特征。10.在粉末床熔融工藝中，回收粉末循環(huán)次數(shù)增加將導(dǎo)致：A.流動(dòng)性提高B.氧含量下降C.衛(wèi)星粉數(shù)量減少D.粒度分布變寬答案：D解析：多次篩分破碎使細(xì)粉增加，D10下降，D90上升，跨度（span）增大。11.采用拓?fù)鋬?yōu)化軟件生成支架結(jié)構(gòu)后，為驗(yàn)證可打印性，首要檢查：A.最小桿徑是否大于2倍激光光斑B.最大懸垂面面積C.封閉空腔是否預(yù)留排粉孔D.表面三角面片法向一致性答案：C解析：封閉空腔將導(dǎo)致未熔粉末無法排出，后續(xù)熱處理可能爆炸；為首要致命缺陷。12.在EBM工藝中，“線序熔化（lineordermelting）”功能的主要目的是：A.降低表面粗糙度B.減少熱積累C.提高致密度D.減小殘余應(yīng)力答案：B解析：通過隨機(jī)化熔化路徑，避免熱量局部累積，降低溫差與翹曲。13.關(guān)于HIP（熱等靜壓）后處理對(duì)SLM鈦合金疲勞性能的影響，正確的是：A.疲勞極限總是提高B.內(nèi)部孔隙閉合導(dǎo)致裂紋萌生位置由內(nèi)部轉(zhuǎn)向表面C.粗化α片層使疲勞壽命提高D.需避免HIP后再次熱處理答案：B解析：HIP閉合內(nèi)部缺陷，表面粗糙度成為主導(dǎo)因素，需后續(xù)機(jī)加工或化學(xué)milling。14.在金屬粘結(jié)劑噴射（MBJ）工藝中，脫脂階段最關(guān)鍵的控參是：A.升溫速率B.氣氛露點(diǎn)C.保溫時(shí)間D.氣體流量答案：A解析：升溫過快導(dǎo)致粘結(jié)劑劇烈分解，鼓泡開裂；通常需1–2°C/min階梯升溫。15.采用316L進(jìn)行SLM時(shí)，若表面出現(xiàn)“球化”現(xiàn)象，首要調(diào)整：A.艙室氧含量降至<100ppmB.激光功率降低20%C.掃描間距減小30%D.延長曝光時(shí)間答案：A解析：氧含量升高導(dǎo)致熔池表面張力增大，潤濕角>90°形成球化；降氧為最直接手段。16.在聚合物激光燒結(jié)（SLS）中，尼龍12粉末長期存放后吸濕，會(huì)導(dǎo)致：A.翹曲減小B.拉伸模量提高C.層間分層D.表面粉化答案：C解析：水分在激光作用下汽化，形成氣泡弱界面，層間結(jié)合強(qiáng)度下降，出現(xiàn)分層。17.對(duì)于大型鈦合金航天零件，采用WAAM（電弧增材）相比SLM，最大優(yōu)勢是：A.表面粗糙度低B.材料利用率高C.沉積效率高（>1kg/h）D.殘余應(yīng)力小答案：C解析：WAAM以kg級(jí)每小時(shí)沉積，適合米級(jí)結(jié)構(gòu)；SLM僅數(shù)十g/h。18.在金屬SLM中，采用“島型掃描”策略的主要目的是：A.減少掃描路徑總長B.降低熱應(yīng)力累積C.提高硬度D.減少飛濺答案：B解析：島型掃描將大面積分割為小區(qū)域，熱量更均勻，降低長程應(yīng)力。19.關(guān)于ASTMF3122標(biāo)準(zhǔn)，下列描述正確的是：A.規(guī)定了鈦合金粉末化學(xué)成分B.提供了增材制造零件無損檢測指南C.定義了“buildplate”最小厚度D.適用于塑料3D打印答案：B解析：ASTMF3122為金屬AM無損檢測標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋UT、CT、ET等方法。20.在金屬SLM后處理中，采用化學(xué)milling去除表面粘附粉末，常用腐蝕液為：A.HCl+H2O2B.HF+HNO3C.NaOH+KMnO4D.醋酸+雙氧水答案：B解析：HF可溶解鈦合金表面氧化層與粘粉，HNO3抑制過度腐蝕，比例通常為1:9。21.采用多激光SLM設(shè)備時(shí)，激光搭接區(qū)寬度一般設(shè)置為：A.0.1mmB.0.5mmC.1.0mmD.2.0mm答案：C解析：搭接過窄出現(xiàn)未熔合，過寬導(dǎo)致過熔；經(jīng)驗(yàn)值0.8–1.2mm。22.在金屬AM零件熱處理時(shí)，采用“熱等靜壓+固溶時(shí)效”順序，若顛倒順序會(huì)導(dǎo)致：A.屈服強(qiáng)度提高B.孔隙重新打開C.晶粒細(xì)化D.殘余應(yīng)力增加答案：B解析：先時(shí)效析出α2相，HIP高溫使析出相回溶，氣體膨脹可重新形成微孔。23.對(duì)于鈷鉻合金SLM牙科冠橋，下列后處理對(duì)貼合精度影響最小的是：A.噴砂B.酸蝕C.熱處理D.拋光答案：C解析：熱處理溫度<1000°C，尺寸變化<0.05%，對(duì)50μm邊緣間隙影響可忽略。24.在金屬AM中，采用“網(wǎng)格支撐”相比“塊狀支撐”優(yōu)點(diǎn)為：A.去除困難B.熱導(dǎo)率高C.節(jié)省材料且易去除D.提高表面質(zhì)量答案：C解析：網(wǎng)格支撐減少接觸面積，線切割或鉗工易剝離，材料消耗降低60%以上。25.采用CT檢測SLM零件時(shí)，可檢出的最小孔隙尺寸主要受限于：A.射線源焦點(diǎn)尺寸B.探測器像素大小C.體素尺寸與信噪比D.零件密度答案：C解析：體素尺寸決定空間分辨率，噪聲水平影響對(duì)比度，二者共同決定可識(shí)別缺陷尺寸。26.在金屬AM工藝鏈中，價(jià)值增值最高的環(huán)節(jié)為：A.粉末生產(chǎn)B.打印C.后處理D.設(shè)計(jì)優(yōu)化答案：D解析：拓?fù)鋬?yōu)化減重30%可節(jié)省火箭級(jí)成本數(shù)百萬美元，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)附加值遠(yuǎn)超其余。27.采用WAAM制造高強(qiáng)鋼，出現(xiàn)“層間未熔合”最可能原因是：A.層間溫度過高B.送絲速度過快C.弧長過長D.保護(hù)氣流量不足答案：B解析：送絲過快導(dǎo)致熔敷金屬覆蓋未重熔底層，形成冷隔。28.在金屬SLM中，采用“變層厚”策略，厚層0.06mm、薄層0.03mm交替，主要目的是：A.提高表面粗糙度B.減少總層數(shù)C.平衡效率與精度D.降低殘余應(yīng)力答案：C解析：厚層快速填充內(nèi)部，薄層處理輪廓與上表面，兼顧精度與效率。29.對(duì)于金屬AM零件，采用“振動(dòng)疲勞”試驗(yàn)比“旋轉(zhuǎn)彎曲”更能反映：A.表面粗糙度影響B(tài).內(nèi)部缺陷敏感性C.平均應(yīng)力效應(yīng)D.高溫性能答案：B解析：振動(dòng)疲勞高頻率、高周次，對(duì)內(nèi)部微孔更敏感，適合評(píng)估AM特有缺陷。30.在金屬AM質(zhì)量體系ISO/ASTM52904中，要求“首件鑒定”必須記錄：A.打印時(shí)間B.操作員姓名C.關(guān)鍵工藝參數(shù)可追溯代碼D.粉末批次與烘干曲線答案：C解析：標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)參數(shù)可追溯，需保存數(shù)字指紋（hash）防篡改。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.下列哪些措施可有效降低SLM鋁合金熱裂傾向：A.添加4%SiB.提高預(yù)熱溫度至200°CC.減小掃描速度D.采用雙向掃描策略E.添加0.2%Zr答案：A、B、E解析：Si擴(kuò)大凝固區(qū)間，Zr細(xì)化晶粒，預(yù)熱降低溫度梯度；單純降速或雙向掃描無顯著效果。32.關(guān)于金屬AM零件的“各向異性”表現(xiàn)，正確的有：A.垂直方向疲勞壽命通常低于水平方向B.屈服強(qiáng)度差異可達(dá)10–15%C.延伸率差異可達(dá)50%D.沖擊韌性各向同性E.高周疲勞裂紋多沿層間擴(kuò)展答案：A、B、C、E解析：沖擊韌性亦呈各向異性，D錯(cuò)誤。33.在金屬SLM中，導(dǎo)致“飛濺”現(xiàn)象的原因包括：A.激光功率過高B.保護(hù)氣流速過大C.粉末含水D.掃描間距過小E.基板預(yù)熱不足答案：A、B、C解析：間距與預(yù)熱對(duì)飛濺影響較小。34.采用CT進(jìn)行缺陷評(píng)定時(shí)，需考慮的偽影來源有：A.射束硬化B.部分容積效應(yīng)C.運(yùn)動(dòng)模糊D.環(huán)狀偽影E.化學(xué)milling殘留答案：A、B、C、D解析：E為表面狀態(tài)，不影響CT成像。35.在金屬AM生產(chǎn)現(xiàn)場，影響粉末流動(dòng)性的直接因素有：A.粒度分布B.濕度C.衛(wèi)星粉比例D.氧含量E.粉末顏色答案：A、B、C解析：氧含量通過氧化膜間接影響，顏色無關(guān)聯(lián)。36.關(guān)于WAAM工藝，下列說法正確的有：A.可采用CMT電源降低熱輸入B.層間溫度一般控制在150–250°CC.需采用專用低氫焊絲D.可在線軋制改善組織E.保護(hù)氣常用純Ar答案：A、B、D、E解析：普通焊絲即可，C非必須。37.在金屬AM后處理中，采用“熱等靜壓”可閉合的缺陷類型有：A.未熔合B.氣孔C.夾雜D.微裂紋E.宏觀裂紋答案：B、D解析：未熔合與宏觀裂紋因開口大，HIP難以閉合；夾雜為異物，HIP無效。38.對(duì)于金屬AM零件，采用“噴丸強(qiáng)化”可帶來的效果有：A.表面粗糙度降低B.引入表面壓應(yīng)力C.提高疲勞壽命D.減小硬度E.閉合表面微裂紋答案：B、C、E解析：噴丸會(huì)增大粗糙度，提高硬度，A、D錯(cuò)誤。39.在金屬SLM中，采用“實(shí)時(shí)熔池監(jiān)測”系統(tǒng)可識(shí)別的缺陷信號(hào)有：A.匙孔塌陷B.未熔合C.球化D.過燒E.支撐斷裂答案：A、B、C、D解析：支撐斷裂為宏觀事件，光學(xué)傳感器難以直接識(shí)別。40.關(guān)于金屬AM“數(shù)字線程（digitalthread）”的要素，應(yīng)包括：A.CAD模型版本號(hào)B.工藝參數(shù)數(shù)字指紋C.熱處理曲線D.CT缺陷分布三維矩陣E.操作員考勤記錄答案：A、B、C、D解析：操作員考勤為HR信息，非產(chǎn)品數(shù)字線程核心。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.金屬SLM中，層厚越小，表面粗糙度Ra一定越低。答案：×解析：過薄層厚導(dǎo)致熱積累，重熔加劇，可能出現(xiàn)波紋，Ra反而升高。42.EBM工藝因預(yù)熱溫度高，故殘余應(yīng)力普遍低于SLM。答案：√解析：高溫基板降低溫度梯度，應(yīng)力水平通常<100MPa。43.采用WAAM制造鈦合金時(shí)，必須采用真空艙室。答案：×解析：局部Ar保護(hù)即可，無需真空。44.金屬AM零件經(jīng)HIP后，疲勞裂紋萌生位置必然轉(zhuǎn)移至表面。答案：√解析：內(nèi)部孔隙閉合，表面粗糙度成為主導(dǎo)，萌生位置轉(zhuǎn)移。45.在聚合物SLS中，粉末可100%回收使用而不影響性能。答案：×解析：多次循環(huán)使分子量下降，層間結(jié)合減弱，需添加30–50%新粉。46.金屬SLM中，激光光斑直徑越小，打印精度越高，但生產(chǎn)效率越低。答案：√解析：小光斑需更多道次，效率下降。47.采用化學(xué)milling可完全消除SLM零件的表面粘粉。答案：√解析：腐蝕液可均勻去除5–10μm層，粘粉隨之脫落。48.金屬AM零件的疲勞性能對(duì)表面粗糙度比內(nèi)部缺陷更敏感。答案：×解析：高周疲勞下，內(nèi)部缺陷仍為主導(dǎo)；低周或薄壁件表面粗糙度更敏感。49.在金屬SLM中，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)可有效降低氧含量。答案：×解析：氮?dú)庠诟邷叵屡c鈦、鋁反應(yīng)形成氮化物，氧含量未降低反而引入脆性相。50.金屬AM“數(shù)字孿生”需實(shí)時(shí)同步物理與虛擬模型狀態(tài)。答案：√解析：數(shù)字孿生核心為雙向數(shù)據(jù)流，實(shí)時(shí)同步。四、簡答題（每題10分，共30分）51.簡述金屬SLM過程中“球化”缺陷的形成機(jī)理，并給出三種以上抑制措施。答案：形成機(jī)理：當(dāng)激光能量密度不足或熔池表面張力過大時(shí)，液態(tài)金屬無法充分鋪展，收縮成球形以降低表面能，形成球化。抑制措施：1.提高激光功率或降低掃描速度，增加能量密度；2.降低艙室氧含量至<500ppm，減小熔池表面張力；3.減小層厚，提高粉末熱耦合效率；4.優(yōu)化粉末粒徑分布，提高堆積密度；5.采用重熔策略，對(duì)輪廓二次掃描。52.對(duì)比金屬SLM與WAAM在制造大型鈦合金結(jié)構(gòu)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)（至少列出四點(diǎn)）。答案：1.沉積效率：WAAM可達(dá)1–4kg/h，SLM僅0.05–0.2kg/h；2.設(shè)備成本：WAAM利用商用焊機(jī)，成本<30萬美元，SLM設(shè)備>100萬美元；3.表面質(zhì)量：SLMRa5–15μm，WAIMRa200–500μm，需機(jī)加工；4.殘余應(yīng)力：SLM應(yīng)力高需熱處理，WAAM預(yù)熱+層間控制應(yīng)力較低；5.幾何自由度：SLM可成型復(fù)雜內(nèi)流道，WAIM受焊槍可達(dá)性限制；6.材料利用率：SLM粉末回收率>95%，WAAM絲材利用率>90%，但SLM需支撐材料。53.說明金屬AM零件“疲勞壽命分散性大”的原因，并提出降低分散性的系統(tǒng)方案。答案：原因：1.內(nèi)部缺陷尺寸與位置隨機(jī)分布；2.表面粗糙度各向異性；3.殘余應(yīng)力分布不均；4.微觀組織差異（柱狀晶/等軸晶）。系統(tǒng)方案：1.設(shè)計(jì)階段：采用拓?fù)鋬?yōu)化+疲勞驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，避免高應(yīng)力集中；2.工藝階段：