2025年高级增材制造设备操作员(三级)技能认定理论考试题库(含答案)

2025年高级增材制造设备操作员(三级)技能认定理论考试题库(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.激光选区熔化（SLM）设备中，用于控制激光束扫描路径的核心部件是：A.粉床加热模块B.振镜系统C.送粉活塞D.刮刀组件答案：B2.以下哪种材料不属于聚合物增材制造常用材料？A.PA12（尼龙12）B.ABSC.Ti6Al4VD.PLA答案：C（Ti6Al4V为钛合金，属金属材料）3.增材制造过程中，层厚参数设置过大会导致：A.表面粗糙度降低B.成型效率下降C.内部孔隙率增加D.尺寸精度提高答案：C（层厚过大会影响熔池结合，增加孔隙）4.金属3D打印设备运行时，保护气体（如氩气）的主要作用是：A.降低设备运行噪音B.防止金属粉末氧化C.提升激光能量吸收率D.加速成型件冷却答案：B5.以下哪项不属于增材制造工艺文件（G代码）的关键参数？A.扫描速度B.支撑结构类型C.设备型号D.激光功率答案：C（设备型号不直接影响工艺参数）6.电子束选区熔化（EBM）与激光选区熔化（SLM）的主要区别在于：A.前者需真空环境，后者需惰性气体保护B.前者使用聚合物材料，后者使用金属材料C.前者层厚更薄，后者层厚更厚D.前者无需预热，后者需预热答案：A7.成型件出现分层缺陷的主要原因可能是：A.激光功率过高B.层间结合力不足C.扫描路径过短D.粉末粒径过小答案：B8.以下哪种质量检测方法可用于内部缺陷的无损检测？A.表面粗糙度仪B.X射线计算机断层扫描（CT）C.拉伸试验机D.维氏硬度计答案：B9.聚合物激光烧结（SLS）工艺中，粉末预热温度需控制在材料的：A.玻璃化转变温度以上，熔点以下B.熔点以上，分解温度以下C.分解温度以上D.玻璃化转变温度以下答案：A10.增材制造设备维护中，刮刀的定期校准主要是为了确保：A.粉末层厚度均匀性B.激光能量稳定性C.保护气体流量恒定D.振镜扫描精度答案：A11.金属打印后处理中，热等静压（HIP）的主要目的是：A.提高表面光洁度B.消除内部孔隙，提升致密度C.去除支撑结构D.改善表面颜色答案：B12.以下哪项是增材制造工艺设计中“自支撑角度”的合理范围？A.0°30°（垂直向下）B.30°45°（倾斜）C.45°90°（接近垂直或垂直）D.任意角度答案：C（通常45°以上可减少支撑需求）13.激光功率过低会导致金属打印件出现：A.过熔（球化）现象B.未熔合缺陷C.热应力变形D.表面氧化答案：B14.增材制造设备的粉尘收集系统需满足的核心要求是：A.收集速度快B.防爆（针对金属粉尘）C.体积小D.噪音低答案：B15.以下哪种软件常用于增材制造的模型预处理（切片）？A.AutoCADB.MagicsC.SolidWorksD.MATLAB答案：B（Magics是专业3D打印切片软件）16.陶瓷增材制造的主要难点是：A.材料熔点低B.烧结收缩率大，易变形开裂C.设备成本低D.粉末流动性过好答案：B17.成型方向选择时，为减少支撑结构，应优先将零件的：A.大平面朝下B.复杂曲面朝上C.薄壁结构垂直于成型方向D.深槽结构水平放置答案：A18.以下哪项是金属打印过程中“球化效应”的主要诱因？A.激光功率过低，扫描速度过快B.激光功率过高，扫描速度过慢C.保护气体流量过大D.粉末湿度不足答案：A（低功率、高速度导致熔池不稳定，形成球化）19.增材制造设备的安全操作规范中，严禁在设备运行时：A.观察成型仓内状态（通过视窗）B.调整操作界面参数C.打开成型仓门D.记录工艺数据答案：C20.评价增材制造零件力学性能的关键指标不包括：A.抗拉强度B.表面粗糙度C.延伸率D.屈服强度答案：B（表面粗糙度属表面质量指标）二、判断题（每题1分，共10分）1.增材制造中，“切片”是指将三维模型按一定层厚分割为二维截面的过程。（√）2.金属3D打印零件的致密度可通过提高激光功率无限增加。（×，过高功率会导致过熔和球化）3.聚合物打印设备无需配备除尘系统。（×，聚合物粉末仍需防尘）4.电子束选区熔化（EBM）设备需在真空环境中运行。（√）5.增材制造支撑结构的主要作用是固定零件、传递热量和防止变形。（√）6.粉末粒径分布越宽（粗细混合），其流动性越好。（×，粒径分布窄、球形度高流动性更好）7.后处理中的热处理可消除增材制造零件的残余应力。（√）8.陶瓷3D打印零件可直接使用，无需烧结。（×，需高温烧结固化）9.增材制造设备的激光波长不会影响材料对能量的吸收率。（×，波长与材料吸收特性相关）10.操作金属3D打印机时，可穿戴棉质手套接触金属粉末。（×，需防静电手套）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述激光选区熔化（SLM）的基本工艺过程。答案：①设备初始化：检查保护气体（氩气/氮气）、预热粉床至设定温度；②铺粉：刮刀将金属粉末均匀铺在成型缸上，形成一层薄粉（层厚2060μm）；③激光扫描：根据切片数据，振镜控制激光按路径扫描，熔化粉末并凝固成型；④下降平台：成型缸下降一层厚度，供粉缸上升补充粉末；⑤重复步骤②④直至零件完成；⑥冷却：关闭激光，待粉床冷却后取出零件；⑦后处理：去除支撑、清粉、热处理、表面加工等。2.分析增材制造零件表面粗糙度高的可能原因及解决措施。答案：原因：①层厚过大（阶梯效应明显）；②扫描间距过宽（熔道间未完全融合）；③激光功率不足（未完全熔化粉末）；④粉末球形度差（表面黏附未熔颗粒）。解决措施：①减小层厚（如从50μm调至30μm）；②缩小扫描间距（如从0.1mm调至0.08mm）；③优化激光功率与扫描速度匹配（提高功率或降低速度）；④更换球形度更高的粉末（球形度＞90%）。3.金属增材制造中，如何通过工艺参数调整减少热应力变形？答案：①控制层间冷却时间：适当延长层间等待时间，避免局部过热；②优化扫描策略：采用交替扫描方向（如90°旋转）或分区扫描，分散热应力；③调整预热温度：提高粉床预热温度（如钛合金预热至200300℃），降低冷却速率；④减小层厚：薄层高冷却速率均匀，减少应力集中；⑤设计合理支撑：增加支撑与基板的连接面积，增强刚性约束。4.简述聚合物激光烧结（SLS）与熔融沉积成型（FDM）的主要区别。答案：①材料形态：SLS使用粉末（尼龙、TPU等），FDM使用丝材（PLA、ABS等）；②成型原理：SLS通过激光烧结粉末，FDM通过加热喷头熔融丝材并逐层堆积；③精度与表面质量：SLS因粉末支撑可成型复杂结构，表面较粗糙；FDM受喷头直径限制，精度较低（±0.2mm）；④后处理：SLS需清粉，FDM需去除支撑（若有）；⑤应用场景：SLS适合功能原型、小批量生产；FDM适合低成本、低精度模型。5.列举3种增材制造质量控制的关键环节及对应的检测方法。答案：①原材料控制：检测粉末粒度分布（激光粒度分析仪）、松装密度（霍尔流速计）、氧含量（氧氮分析仪）；②过程控制：监控激光功率（功率计）、扫描速度（设备反馈）、层厚（激光测厚仪）；③成品检测：内部缺陷（X射线CT）、力学性能（拉伸试验机）、尺寸精度（三坐标测量仪）。四、综合分析题（10分）某企业使用SLM设备打印钛合金零件（Ti6Al4V），成型后发现零件底部与基板结合处出现开裂。请分析可能原因并提出解决措施。答案：可能原因：①热应力过大：钛合金导热性差，冷却时收缩应力超过结合强度；②基板预热温度不足：基板温度低导致层间冷却过快，应力集中；③支撑结构设计不合理：支撑与基板接触面积小，无法有效分散应力；④激光参数不当：底层扫描功率过低（未充分熔合）或过高（过烧导致脆化）；⑤基板表面处理不良：基板未清洁（油污、氧化层）影响结合力。解决措施：①提高基板