微波辅助激光3D打印消除微孔缺陷，大幅提升工业陶瓷部件耐用性
大连理工大学牛方勇教授团队将微波场引入激光增材制造，研发出微波-激光混合打印系统，成功制备致密均匀的纳米Al₂O₃/YAG/ZrO₂共晶陶瓷，孔隙率降至近零，层间结构无缝融合，为喷气发动机、发电设备等极端环境下的复杂陶瓷部件制造提供新范式。
核心创新：微波作为「内部烤箱」
传统激光打印陶瓷易产生微孔和层间粗糙「疤痕」。混合系统中，SiC加热基座吸收微波将基底加热至1473 K，使陶瓷开始直接吸收微波。激光负责精准熔融，微波提供全局体积加热：熔池流动性增强让气泡逸出，微波等离子体效应电离气泡内部气体从内部销毁气孔；持续微波加热消除温度梯度，重熔层界实现微观结构无缝过渡。
解决动态环境微波泄漏的关键工程
双机器人协同运动导致传统微波腔密封失效。团队设计随机器人同步移动的柔性微波屏蔽罩，动态维持电磁密封，泄漏控制在安全标准（<5 mW/cm²）以内，为后续材料突破扫清安全障碍。
战略路线图：攻克裂纹瓶颈，迈向工业应用
下一步聚焦利用微波体积加热降低温度梯度，从根本抑制熔体生长陶瓷的应力开裂——这是限制部件尺寸与复杂度的核心瓶颈。同时将深入表征高温力学性能，确保部件满足航空航天发动机、先进能源系统的极端工况需求，并寻求产业合作推动技术走出实验室。
复合材料
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