2025年大学增材制造技术（材料研发）试题及答案

2025年大学增材制造技术（材料研发）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项填在括号内。1.增材制造技术中，以下哪种材料最常用于金属零件的直接制造？（）A.高分子材料B.陶瓷材料C.金属粉末D.复合材料2.在材料研发中，为了提高增材制造零件的强度，通常会采取以下哪种措施？（）A.增加材料的孔隙率B.优化材料的化学成分C.降低材料的热膨胀系数D.减少材料的成型层数3.对于增材制造的金属材料，其粉末粒度对成型质量有重要影响。一般来说，粒度越小，（）A.流动性越好，成型精度越高B.流动性越差，成型精度越高C.流动性越好，成型精度越低D.流动性越差，成型精度越低4.以下哪种增材制造技术在材料研发方面可以实现多种材料的同时沉积？（）A.熔融沉积成型B.选择性激光烧结C.电子束熔化D.激光金属沉积5.在研究增材制造材料的疲劳性能时，主要关注的是（）A.材料的硬度B.材料的拉伸强度C.材料在循环载荷下的耐久性D.材料的密度6.增材制造技术使得材料研发能够更快速地实现新材料的制备和性能验证。这主要得益于其（）A.高度自动化的成型过程B.对材料浪费少的特点C.可定制化制造的优势D.以上都是第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共20分）答题要求：本大题共5空，每空4分。请将答案填在横线上。1.增材制造材料研发的关键目标之一是提高材料的______，以满足不同工程应用的需求。2.在增材制造过程中，材料的______特性会影响其成型的精度和表面质量。3.一种新型增材制造材料的研发通常需要经过材料设计、______、性能测试等多个阶段。4.增材制造技术为材料研发提供了新的途径，使得能够制造出具有复杂______的材料结构。5.材料研发中，要考虑增材制造材料与成型设备的______，确保良好的成型效果。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。简要回答问题。1.简述增材制造技术在材料研发中相较于传统制造技术的优势。2.说明在增材制造材料研发中，如何考虑材料的热稳定性对成型过程的影响。（三）论述题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。论述增材制造技术对材料研发方向的影响。（四）材料分析题（共15分）材料：在增材制造某金属零件时，发现零件内部存在气孔缺陷。经过分析，发现所使用的金属粉末粒度分布不均匀，部分粉末粒度较大。同时，成型过程中的激光扫描参数设置也不太合理。答题要求：根据上述材料，分析导致零件内部出现气孔缺陷的原因，并提出改进措施。（五）方案设计题（共20分）答题要求：本大题共1题，20分。针对一种特定的工程应用（如航空发动机叶片），设计一个基于增材制造技术的材料研发方案。要求包括材料选择、成型工艺、性能优化等方面的内容。答案：第I卷1.C2.B3.B4.D5.C6.D第II卷（一）填空题1.综合性能2.流变学3.材料制备4.微观结构5.兼容性（二）简答题1.增材制造技术在材料研发中相较于传统制造技术的优势：可实现材料的快速成型和定制化制造，能直接制造复杂结构材料，减少材料浪费，缩短研发周期，降低研发成本，便于探索新材料体系。2.考虑材料热稳定性对成型过程的影响：热稳定性差的材料在增材制造过程中易因温度变化产生热应力，导致变形、开裂等缺陷。需选择热稳定性好的材料或对材料进行预处理，优化成型工艺参数，如控制加热和冷却速度，以减少热应力，确保成型精度和质量。（三）论述题增材制造技术对材料研发方向产生了多方面影响。它促使材料研发向功能一体化方向发展，可制造出集多种功能于一体的复杂材料结构。推动了复合材料的研发，能更灵活地将不同性能材料组合。使材料研发注重微观结构设计，通过增材制造可精确控制材料微观结构。还加速了新材料体系的探索，为研发具有独特性能的材料提供了新契机，促使材料研发更加注重与增材制造工艺的协同优化。（四）材料分析题导致零件内部出现气孔缺陷的原因：金属粉末粒度分布不均匀，部分粉末粒度较大，使得粉末之间的间隙较大，在成型过程中气体无法完全排出，从而形成气孔。激光扫描参数设置不合理，可能导致能量分布不均匀，影响粉末的熔化和凝固过程，也不利于气体排出。改进措施：筛选粒度均匀的金属粉末，严格控制粉末粒度范围。优化激光扫描参数，通过试验确定最佳的扫描速度、功率等参数，确保粉末充分熔化且气体能顺利排出，从而减少气孔缺陷。（五）方案设计题对于航空发动机叶片的增材制造材料研发方案：材料选择高温合金，如镍基高温合金，其具有良好的高温强度、抗氧化性等性能。成型工艺采