【智远讲坛第20期】德国卡塞尔大学 Stefan Böhm教授：Challenges and Perspectives in Additive Manufacturing: DED-LB

本次报告将介绍德国卡塞尔大学加工与连接系（tff）在激光定向能量沉积（DED-LB）方面的研究工作。报告首先讲解激光技术基础，包括受激辐射、激光光特性（方向性、单色性、相干性）、激光类型，以及从热导焊到深熔焊的转变过程，其中高能量密度下会形成蒸汽小孔。

第二部分将阐述定向能量沉积技术，这是一种通过聚焦热能逐层熔化粉末或丝材的增材制造方法。该技术适用于任何可焊金属，可用于特征添加、包覆和修复。

丝材成本低且操作安全，粉末则可实现更高分辨率。其优势包括高沉积速率、致密成形、适合大尺寸构件、原位合金化和梯度成分设计，但也面临成本高、尺寸精度低、热变形、各向异性组织、需后续处理及重复性差等挑战。

第三部分将展示卡塞尔大学的研究设备：一台配备2 kW光纤激光器和两个粉末送料器的六轴机器人系统，以及另一台4 kW光纤激光系统，具备最多四个粉末送料器、基板加热至1000°C的能力，并集成高亮度实验室X射线源用于原位分析，服务于DFG资助的高通量合金开发项目。

报告还将介绍三个具体研究项目：InKoSave项目结合激光焊接与包覆以防止不锈钢焊缝晶间腐蚀；第二个项目通过强制耦合超声波（20和25 kHz时实现晶粒细化，30 kHz时反而粗化）引入DED-LB过程；

第三个项目致力于通过调控工艺参数和超声激励，制备可在约500°C以下使用的功能梯度Co-Ni-Ga高温形状记忆合金，研究表明激光功率的微小变化显著影响晶粒形态。

Dr. Stefan Böhm 在德国达姆施塔特工业大学学习电气工程与自动化，后在亚琛工业大学获得机械工程博士学位，论文题目为“考虑电子反射与散射的电子束焊接过程模拟与建模”。2003年，他担任德国布伦瑞克工业大学“微连接”教席负责人；自2010年起，任德国卡塞尔大学“加工与连接”教席负责人。

他的研究聚焦于焊接、增材制造、胶接、机械连接、切削、高性能制造工艺及可持续材料。他曾于2013年至2018年在越南胡志明市的越德大学讲授“连接与焊接技术”。Stefan Böhm博士已指导超过50名博士毕业生，并在顶级期刊发表同行评审论文100余篇。