1.课题研究背景和意义

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是通过CAD数据采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除一切削加工技术， 是一种“自下而上”的制造方法。自20世纪80年代诞生以来，增材制造得到了长足的发展。在发展过程中它也被称为“3D打印”、“快速成型”、“分层制造”等。增材制造技术自诞生以来已经在各个领域 得到了广泛的应用，如消费电子产品、汽车工业、航空航天、医疗、艺术设计、军工、建筑行业等领域。作为一种全新概念的制造技术，增材制造技术自20世纪90年代出现以来，经过20余年的发展，已经成为当前先进制造技术领域技术创新蓬勃发展的源泉，以“3D”打印技术为全新概念的增材制造技术已经成为当前包括美国在内的世界主要制造大国实施技术创新，提振本国制造业的重要着力点。中国政府积极推进3D打印技术在制造业的技术创新进程。在工业和信息化部的支持下，2012年成立“中国打印技术产业联盟”。2013年，中国3D打印技术产业联盟成功举办首届世界3D打印技术产业大会，并与亚洲制造业协会，英国增材制造联盟，比利时Materialise公司，德国EOS公司，美国3DSystem公司等组织共同发起成立世界3D打印技术产业联盟的号召，高度凸显了中国3D打印技术在全球3D打印技术创新领域的重要引领作用。作为增材制造技术基础研究的支持机构，国家自然科学基金委员会机械工程学科在“十三五”学科发展战略规划设想中明确将增材制造技术作为跨学科学部交叉优先领域进行布局，以进一步提升中国增材制造技术的自主创新能力。

在20世纪的中期，由于超声检测技术具有自动化、图像化、 数字化以及智能化等特点己经逐步成为检测技术的一个研究聚点了，同时这也标志养该检测技术的一个新发展进程。当前，由于随养电子技术不断的发展，并且在传感技术领域，计算机技术以及自动化控制等方而的应用发展，这种检测技术也己经全而进人到计算机信息控制时代了。主要表现在几个范围当中，在生产过程当中可以对产品进行实时监控与监督，也可以对有缺陷产品进行自动识别等研究。并且在这其中仿真技术或者是计算机模拟应 用都可以在不通过试件便可以获得不同的缺陷信号。如果是通过 计算机应用模拟进行检测时，就必须要对检测系统结构建立一个 比较准确的模型，但这就比较困难了。因此，在生产过程当中还 没有得到广泛的应用。一般无损检测包括了无损探伤、无损检测 以及无损评价。在这其中，无损探伤则是作为一个初级阶段，仅仅作用在不损害部件前提下，可见的一些缺陷，也只是可以达到 在工业设计当中的一些强度要求。在近些年以来，超声无损检测 己经作为最广泛的一种应用术语了，该技术不仅可以检测产品， 同时也可以对相关的一些参数进行检测。而超声无损评价可以说 在超声检测的发展当中是较高的一种境界，它可以探测是否存在缺陷，可以对材质的性能以及缺陷做出评价，因此，无损检测技术可以降低人为因素对其检测的影响，提高检测的准确性。

2.国内外研究现状

在我国近些年以来，超声无损检测己经得到了很大的发展和进步，并且这些技术的应用也己经得到了各个工业部门的广泛应 用，其用途也在日趋扩大。该技术的相关方法以及理论研究的基 础性也在逐步的进行深化，并且取得了国际性的成果，也达到了一定的先进水平。在不同领域范围里，由于不同用途的自动超声 系统可以全而的应用在实际应用生产当中。目前，我国在该领域 的发展研究主要包括在计算机化的超声设备当中、处理数字信号 以及操作系统软件等方而，其中处理数字信号也包括了对神经网 络、相位补偿、人工智能以及识别模式等方而都有一定的应用。由于我国在目前的形势下对建设无损检测技术还不够完善，处在 薄弱当中，所以，就必须要对该技术领域起到相当的重视，同时 也要建立相关的各种无损检测设备以及技术、仪器等相关专业化 资讯网站，这也是适用于无损检测的发展趋势。对此，对于该技术我们急需解决的一个重要问题就是要把检测方法进行规范化， 制订完善的检测以及验收标准化，判伤的标准化，把操作步骤进 行程序化，对其技术领域进行信 J 息化等提高。此外，对于无损 检测人员也要重视起来，对其资格要求应进行统一管理、培训， 并且要考核和鉴定，要促使该检测人员可以达到一种国际水平。

2. 研究的基本内容与方案

3.研究的基本内容、拟采用的技术方案及措施

3.1主要研究内容

以增材制造零件为研究对象，通过对其分析获得其容易产生缺陷的位置，确定零件无损检测部位。并结合实际使用情况和统计分析，划分了一个完整的零件需要检测的位置。通过相控阵探头超声波发射的规律以及检测缺陷原理进行分析，确定了零件超声波无损检测的相关参数。最后通过在零件对比试块上进行试验，验证了检测工艺、检测结果处理方法的可行性，采用超声波无损检测实验和有限元仿真处理相结合（采用Comsol软件）的方法，在获得一定样本数据后，对样本数据进行分析计算，分析超声波无损检测过程中，确定零件缺陷初始位置与大小，采用Comsol软件建立相应的超声波无损检测显像的模型。

3.2技术方案及措施