2025年高级增材制造设备操作员(三级)技能认定理论考试题附答案

2025年高级增材制造设备操作员(三级)技能认定理论考试题(附答案）一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分。每题只有1个正确选项）1.选择性激光熔化（SLM）设备中，用于控制激光束扫描路径的核心部件是（）。A.光纤激光器B.振镜系统C.粉末缸D.刮刀2.金属增材制造中，钛合金（Ti6Al4V）粉末的最佳流动性范围（霍尔流速计法）通常为（）。A.1015s/50gB.2025s/50gC.3035s/50gD.4045s/50g3.光固化（SLA）设备中，树脂材料的临界曝光能量（Ec）是指（）。A.使树脂完全固化的最小能量B.使树脂开始固化的能量阈值C.使树脂收缩率最小的能量D.使树脂表面最光滑的能量4.电子束选区熔化（EBM）工艺中，真空室的典型真空度要求为（）。A.1×10⁻²PaB.1×10⁻³PaC.1×10⁻⁴PaD.1×10⁻⁵Pa5.熔融沉积成型（FDM）设备打印聚乳酸（PLA）时，喷嘴温度通常设置为（）。A.160180℃B.180220℃C.220260℃D.260300℃6.增材制造零件的“孔隙率”检测常用方法是（）。A.三坐标测量仪B.X射线计算机断层扫描（CT）C.粗糙度仪D.维氏硬度计7.金属3D打印中，“球化效应”主要由（）引起。A.激光功率过高B.扫描速度过慢C.保护气体流量不足D.粉末粒径过大8.陶瓷光固化（LCM）工艺中，生坯脱脂的主要目的是（）。A.提高强度B.去除有机粘结剂C.减少收缩D.改善表面粗糙度9.增材制造设备维护中，振镜系统的校准周期通常为（）。A.每天B.每周C.每月D.每季度10.激光熔覆（LMD）与SLM工艺的主要区别是（）。A.前者使用粉末床，后者使用同步送粉B.前者层厚更薄C.后者可修复零件D.前者适合大尺寸零件11.聚合物3D打印中，“翘曲变形”的主要原因是（）。A.打印速度过快B.底板温度过低C.层厚过薄D.材料吸湿性差12.金属粉末的“松装密度”与“振实密度”的关系是（）。A.松装密度＞振实密度B.松装密度＝振实密度C.松装密度＜振实密度D.无固定关系13.SLM设备中，刮刀的材质通常选用（）。A.不锈钢B.聚四氟乙烯（PTFE）C.铝合金D.陶瓷14.增材制造工艺文件（G代码）中，“Z轴步长”对应的参数是（）。A.层厚B.扫描速度C.激光功率D.线宽15.电子束增材制造（EBM）的优势不包括（）。A.适合高熔点金属B.成型效率高C.零件残余应力小D.无需支撑结构16.检测增材制造零件“层间结合强度”的常用方法是（）。A.拉伸试验B.压缩试验C.冲击试验D.扭转试验17.粉末回收系统中，“旋风分离器”的主要作用是（）。A.去除大颗粒杂质B.分离金属粉末与气体C.调节粉末湿度D.提高粉末流动性18.光固化树脂的“固化收缩率”过大会导致（）。A.零件尺寸偏小B.表面粗糙C.层间剥离D.孔隙率增加19.增材制造设备的“氧含量监控系统”主要用于（）工艺。A.FDMB.SLAC.SLMD.LOM（分层实体制造）20.金属3D打印后处理中，“热等静压（HIP）”的主要目的是（）。A.去除表面毛刺B.消除内部孔隙C.提高表面硬度D.改善颜色二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）1.金属增材制造中，影响零件残余应力的因素包括（）。A.扫描路径B.层厚C.冷却速率D.粉末粒度2.聚合物FDM工艺中，可通过（）措施减少翘曲变形。A.提高底板温度B.增加支撑结构C.降低打印速度D.使用加热仓3.增材制造设备的安全操作规范包括（）。A.操作SLM设备时佩戴激光防护眼镜B.处理金属粉末时使用防静电手套C.光固化树脂接触皮肤后立即用酒精清洗D.设备运行时开启通风系统4.陶瓷增材制造的常见工艺包括（）。A.激光选区烧结（SLS）B.光固化（LCM）C.挤出成型（Robocasting）D.电子束熔化（EBM）5.金属粉末的质量控制指标有（）。A.氧含量B.球形度C.粒径分布D.磁导率6.SLM设备的日常维护项目包括（）。A.清洁振镜保护镜B.校准刮刀高度C.检查激光器功率D.更换真空泵油7.增材制造零件“表面粗糙度”的影响因素有（）。A.层厚B.扫描策略C.后处理工艺D.粉末流动性8.电子束增材制造（EBM）的特点包括（）。A.成型温度高B.适合钛合金、钴铬合金C.需预热粉末床D.无需惰性气体保护9.光固化（SLA）设备打印失败的常见原因有（）。A.树脂槽底部未清洁B.离型膜老化C.曝光时间不足D.Z轴移动卡顿10.增材制造工艺参数优化的目标通常包括（）。A.提高成型效率B.降低孔隙率C.减少残余应力D.提升表面质量三、填空题（共10题，每空2分，共20分）1.增材制造中，“STL文件”是通过将三维模型表面离散化为__________来表示的。2.金属SLM工艺中，常用的保护气体是__________（填一种）。3.聚合物FDM设备的“回抽（Retract）”参数用于减少__________现象。4.电子束增材制造（EBM）的能量源是__________。5.陶瓷光固化生坯的脱脂温度通常需控制在__________℃以下，避免陶瓷颗粒开裂。6.增材制造零件的“致密度”计算公式为__________（用实际密度与理论密度表示）。7.粉末床熔融（PBF）设备中，“重涂系统”的核心部件是__________。8.光固化树脂的“穿透深度（Dp）”是指曝光能量为2Ec时，树脂固化的__________。9.金属3D打印后处理中，“喷丸处理”主要用于改善零件的__________性能。10.增材制造设备的“激光功率稳定性”要求通常为__________（填波动范围）。四、简答题（共3题，每题10分，共30分）1.简述SLM工艺中“扫描策略”对零件性能的影响（需举例说明2种典型策略）。2.分析FDM打印聚酰胺（PA）材料时，零件易出现“层间剥离”的可能原因及解决措施。3.列举金属增材制造零件“内部孔隙”的3种检测方法，并说明各自的适用场景。五、应用题（共2题，每题15分，共30分）1.某SLM设备使用400W光纤激光器，扫描速度为1500mm/s，线宽0.12mm，层厚0.06mm。（1）计算该工艺下的激光能量密度（单位：J/mm³）；（2）若实测零件孔隙率偏高，分析可能的能量密度问题及调整方向。2.某企业使用SLS设备打印尼龙（PA12）功能件，发现成品尺寸收缩率超过2%（标准要求≤1.5%）。请结合SLS工艺原理，分析可能的原因并提出改进措施（至少3条）。参考答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.A8.B9.C10.D11.B12.C13.A14.A15.D16.A17.B18.A19.C20.B二、多项选择题1.ABC2.ABD3.ABCD4.ABC5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD三、填空题1.三角形面片2.氩气（或氮气）3.拉丝4.高能电子束5.5006.（实际密度/理论密度）×100%7.刮刀（或铺粉辊）8.厚度9.疲劳10.±5%以内四、简答题1.扫描策略通过影响热输入分布和冷却速率，进而影响残余应力、致密度和力学性能。典型策略：（1）“棋盘式扫描”：将区域划分为小方块，交替旋转扫描方向，可减少整体残余应力，适用于大尺寸零件；（2）“单向扫描”：沿单一方向扫描，热累积集中，可能导致局部变形，但可提高致密度，适用于薄壁结构。2.可能原因：（1）层间温度过低，导致熔融材料冷却过快，结合不牢；（2）喷嘴温度不足，材料未充分熔融；（3）打印速度过快，层间接触时间短；（4）材料吸潮，熔融时产生气泡。解决措施：（1）提高热床温度（80100℃）或使用加热仓；（2）适当提升喷嘴温度（250270℃）；（3）降低打印速度（5060mm/s）；（4）打印前对PA材料干燥（80℃×4h）。3.检测方法及适用场景：（1）X射线CT：非破坏性检测，可三维成像，适用于复杂结构内部孔隙的定量分析（如航空航天关键件）；（2）金相分析：破坏性检测，通过切片抛光后显微镜观察，适用于孔隙尺寸、分布的定性分析（如工艺优化阶段）；（3）阿基米德法：通过密度测量计算孔隙率，操作简单，适用于致密度的快速评估（如批量生产抽检）。五、应用题1.（1）能量密度（E）=激光功率（P）/（扫描速度（v）×线宽（h）×层厚（t））E=400/(1500×0.12×0.06)=400/10.8≈37.04J/mm³（2）孔隙率偏高可能是能量密度不足（低于临界值），导致粉末未完全熔融。应提高能量密度，可通过降低扫描速度、增加激光功率或减小层厚/线宽实现。2.可能原因及改进措施：（1）工艺参数：激光功率过低或扫描速度过快，导致粉末烧结不充分，冷却后收