史玉升^*、 宋波、张磊

华中科技大学材料科学与工程学院材料加工与模具技术国家重点实验室， 武汉430074

详细摘要： 超材料是由一种周期性或者非周期性的人工微结构排列而成的工程材料，可以通过外形、尺寸和排列方式等的精确设计来操纵物理特性，在航空航天、生物医疗领域具有较大应用前景。对于国防航空航天关键装备来说，隐蔽性是发挥其使命的重要属性之一，通过超材料设计出隐身结构可大幅提高国防装备的生存和作战能力;对于生物骨植入体领域，适合的孔隙、强度和渗透性是金属骨支架匹配人骨原植入位置从而促进成骨分化的关键，通过超材料设计适合于人体的骨支架可显著促进骨植入体的成骨能力。超材料具有复杂的跨尺度孔隙结构特性，传统制造工艺难以制造。激光增材制造技术可实现复杂化、整体化、个性化的高性能构件。激光增材制造与超材料具有良好的技术匹配性，可实现超材料的快速制造与功能验证，大幅提供其应用范围与场景，是未来重要研究方向之一。报告从力学、声学、热学、生物和晶格超材料等五个方面汇报本团队在激光增材制超材料领域的研究进展，内容包括面向激光增材制造的超材料工艺约束、超材料设计方法及多物理场耦合超材料性能预测模型等;同时提出，激光增材制造智能超材料是未来的发展方向，主要指激光增材制造的超材料能够在外界物理场(热场、磁场、压力场等)的刺激下按照预定模式进行形状或功能发生变化，又被称为4D打印，实现自适应隔热、隐身和热防护等功能，飞行器即是飞行机器人。
关键词：激光增材制造；超材料；4D 打印

参考文献：

[1] J.X. Fan, B. Song, Y.S. Shi et al, Mater. Today. 50, (2021) 303-328.
[2] L Zhang, B. Song, Y.S. Shi et al, Acta Mater. 238, (2022) 118214.