2025年大學(xué)增材制造技術(shù)（材料研發(fā)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)填在括號(hào)內(nèi)。1.增材制造技術(shù)中，以下哪種材料最常用于金屬零件的直接制造？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金屬粉末D.復(fù)合材料2.在材料研發(fā)中，為了提高增材制造零件的強(qiáng)度，通常會(huì)采取以下哪種措施？（）A.增加材料的孔隙率B.優(yōu)化材料的化學(xué)成分C.降低材料的熱膨脹系數(shù)D.減少材料的成型層數(shù)3.對(duì)于增材制造的金屬材料，其粉末粒度對(duì)成型質(zhì)量有重要影響。一般來(lái)說(shuō)，粒度越小，（）A.流動(dòng)性越好，成型精度越高B.流動(dòng)性越差，成型精度越高C.流動(dòng)性越好，成型精度越低D.流動(dòng)性越差，成型精度越低4.以下哪種增材制造技術(shù)在材料研發(fā)方面可以實(shí)現(xiàn)多種材料的同時(shí)沉積？（）A.熔融沉積成型B.選擇性激光燒結(jié)C.電子束熔化D.激光金屬沉積5.在研究增材制造材料的疲勞性能時(shí)，主要關(guān)注的是（）A.材料的硬度B.材料的拉伸強(qiáng)度C.材料在循環(huán)載荷下的耐久性D.材料的密度6.增材制造技術(shù)使得材料研發(fā)能夠更快速地實(shí)現(xiàn)新材料的制備和性能驗(yàn)證。這主要得益于其（）A.高度自動(dòng)化的成型過(guò)程B.對(duì)材料浪費(fèi)少的特點(diǎn)C.可定制化制造的優(yōu)勢(shì)D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共20分）答題要求：本大題共5空，每空4分。請(qǐng)將答案填在橫線上。1.增材制造材料研發(fā)的關(guān)鍵目標(biāo)之一是提高材料的______，以滿足不同工程應(yīng)用的需求。2.在增材制造過(guò)程中，材料的______特性會(huì)影響其成型的精度和表面質(zhì)量。3.一種新型增材制造材料的研發(fā)通常需要經(jīng)過(guò)材料設(shè)計(jì)、______、性能測(cè)試等多個(gè)階段。4.增材制造技術(shù)為材料研發(fā)提供了新的途徑，使得能夠制造出具有復(fù)雜______的材料結(jié)構(gòu)。5.材料研發(fā)中，要考慮增材制造材料與成型設(shè)備的______，確保良好的成型效果。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述增材制造技術(shù)在材料研發(fā)中相較于傳統(tǒng)制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。2.說(shuō)明在增材制造材料研發(fā)中，如何考慮材料的熱穩(wěn)定性對(duì)成型過(guò)程的影響。（三）論述題（共15分）答題要求：本大題共1題，15分。論述增材制造技術(shù)對(duì)材料研發(fā)方向的影響。（四）材料分析題（共15分）材料：在增材制造某金屬零件時(shí)，發(fā)現(xiàn)零件內(nèi)部存在氣孔缺陷。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)所使用的金屬粉末粒度分布不均勻，部分粉末粒度較大。同時(shí)，成型過(guò)程中的激光掃描參數(shù)設(shè)置也不太合理。答題要求：根據(jù)上述材料，分析導(dǎo)致零件內(nèi)部出現(xiàn)氣孔缺陷的原因，并提出改進(jìn)措施。（五）方案設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：本大題共1題，20分。針對(duì)一種特定的工程應(yīng)用（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片），設(shè)計(jì)一個(gè)基于增材制造技術(shù)的材料研發(fā)方案。要求包括材料選擇、成型工藝、性能優(yōu)化等方面的內(nèi)容。答案：第I卷1.C2.B3.B4.D5.C6.D第II卷（一）填空題1.綜合性能2.流變學(xué)3.材料制備4.微觀結(jié)構(gòu)5.兼容性（二）簡(jiǎn)答題1.增材制造技術(shù)在材料研發(fā)中相較于傳統(tǒng)制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：可實(shí)現(xiàn)材料的快速成型和定制化制造，能直接制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)材料，減少材料浪費(fèi)，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，便于探索新材料體系。2.考慮材料熱穩(wěn)定性對(duì)成型過(guò)程的影響：熱穩(wěn)定性差的材料在增材制造過(guò)程中易因溫度變化產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致變形、開(kāi)裂等缺陷。需選擇熱穩(wěn)定性好的材料或?qū)Σ牧线M(jìn)行預(yù)處理，優(yōu)化成型工藝參數(shù)，如控制加熱和冷卻速度，以減少熱應(yīng)力，確保成型精度和質(zhì)量。（三）論述題增材制造技術(shù)對(duì)材料研發(fā)方向產(chǎn)生了多方面影響。它促使材料研發(fā)向功能一體化方向發(fā)展，可制造出集多種功能于一體的復(fù)雜材料結(jié)構(gòu)。推動(dòng)了復(fù)合材料的研發(fā)，能更靈活地將不同性能材料組合。使材料研發(fā)注重微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)增材制造可精確控制材料微觀結(jié)構(gòu)。還加速了新材料體系的探索，為研發(fā)具有獨(dú)特性能的材料提供了新契機(jī)，促使材料研發(fā)更加注重與增材制造工藝的協(xié)同優(yōu)化。（四）材料分析題導(dǎo)致零件內(nèi)部出現(xiàn)氣孔缺陷的原因：金屬粉末粒度分布不均勻，部分粉末粒度較大，使得粉末之間的間隙較大，在成型過(guò)程中氣體無(wú)法完全排出，從而形成氣孔。激光掃描參數(shù)設(shè)置不合理，可能導(dǎo)致能量分布不均勻，影響粉末的熔化和凝固過(guò)程，也不利于氣體排出。改進(jìn)措施：篩選粒度均勻的金屬粉末，嚴(yán)格控制粉末粒度范圍。優(yōu)化激光掃描參數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的掃描速度、功率等參數(shù)，確保粉末充分熔化且氣體能順利排出，從而減少氣孔缺陷。（五）方案設(shè)計(jì)題對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的增材制造材料研發(fā)方案：材料選擇高溫合金，如鎳基高溫合金，其具有良好的高溫強(qiáng)度、抗氧化性等性能。成型工藝采