增材制造復雜金屬構件表面拋光技術

姚燕生，周瑞根，張成林，梅濤，吳敏

1. 安徽建筑大學 機械與電氣工程學院，合肥 230106 2. 安徽省工程機械智能制造重點實驗室，合肥 230106 3. 安徽拓寶增材制造科技有限公司，蕪湖 241000 4. 安徽天航機電有限公司，蕪湖 241000

航空航天制造業是高精尖裝備產業的典型代表，其裝備多服役于極其惡劣的環境中，高性能、輕量化、復雜化、一體化以及多功能化零件是航空航天工業發展的必然要求。復雜整體金屬構件、輕量化點陣構件等都包含復雜曲面、薄壁結構以及多孔點陣等極難加工結構，傳統制造技術無法滿足要求，而增材制造技術可實現這些復雜結構的設計與制造。增材制造是基于堆積離散原理，在軟件和數控系統控制下以高能束(激光/離子束/電弧等)為熱源將絲材/粉末材料熔化逐層堆積成形，無需傳統道具和夾具以及多道加工工序，顯著提高了原材料的使用率，減少了加工時間和成本。航空航天領域中的渦輪葉片、燃油噴嘴、燃燒室導流襯套、飛機機艙隔板等都是采用增材制造技術成形，并獲得工程應用的典型零件。航空航天零件的設計與制造最大的挑戰就是在確保一定的強度和性能的前提下優化重量，仿生拓撲優化設計技術與增材制造技術的融合，為航空航天領域輕量化和復雜化金屬構件的高性能、多功能化提供了可能。增材制造技術在航空航天領域迅速發展的同時，零件表面質量的處理仍然制約著增材制造在航空航天領域的廣泛應用。通過優化增材制造過程中的工藝參數(增材方向、掃描速度、鋪粉層厚度等)、改進粉末質量等國內外有很多相關的研究都證明可以提高增材制造零件的表面質量, 但是仍難達到使用要求?；瘜W、電化學、激光和磨粒流拋光等可達性較強的表面拋光技術被用來改善由粉末黏附、球化效應、階梯效應及其相互影響造成的粗糙表面，具有很好的應用前景。本文結合國內外文獻綜述了表面拋光技術改善航空航天領域增材制造復雜金屬構件的表面粗糙的問題，并針對其發展趨勢進行了總結展望。

1 表面拋光技術研究現狀

航空航天領域對零件的表面質量和外觀的要求越來越嚴格，但增材制造成型表面往往都很粗糙，尤其是增材制造的復雜構件的內表面的表面質量很差。表面拋光處理是零件提高表面質量和光潔度的最后一道工序，其地位和作用越來越重要。增材制造表面拋光技術發展過程如圖1所示，國內外學者在研究進一步提高傳統機械表面拋光的表面質量、加工精度和效率的同時，也致力于非傳統表面拋光方法的研究。傳統的機械表面拋光技術(銑削、噴砂、振動磨削和微加工等)在外表面上的應用日趨成熟，并與機器人技術結合以實現自動化高效拋光效果，解決了傳統機械拋光的高粉塵、高勞動強度等缺點。但其在處理復雜結構內表面上效果仍然不是很理想，故研發能有效提高內部表面粗糙度(Ra)的非傳統表面拋光技術就顯得尤為重要。下面綜述了可達性較強的化學、電化學、磨粒流和激光拋光4種非傳統表面拋光方法在復雜金屬結構上的應用。

圖1 表面拋光技術發展過程Fig.1 Development process of surface polishing technology

1.1 化學拋光

化學拋光(Chemical Polishing, CP)是在合適的化學試劑作用下使得試樣表面選擇性溶解凹凸不平區域的不規則表面、浸蝕整平的一種方法。粗糙表面凸起部位優先溶解，在溶解過程中氧化膜生成和溶解同時存在，但溶解速率有差異。試樣表面凹下部分生成的粘膜較厚，溶解的金屬離子不易擴散到拋光液中，周圍新鮮的拋光液也不易浸入，溶解速度較慢，隨著不均勻溶解的進行，零件表面逐漸平整有光澤。

Pyka等采用選區激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)制作了厚度分別為100、140、160和180 μm,孔厚為1 mm，梁尺寸為100 μm的4種不同的多孔圓柱形結構，在氫氟酸(HF)溶液中進行10～14 min的化學拋光后有效地消除了由附著顆粒和階梯效應引起的表面粗糙度不均勻性。李曉丹等采用SLM制造了Ti-6Al-4V制件，并在HF和硝酸(HNO)混合拋光液下進行化學拋光。結果表明在溫度為30 ℃、反應時間為10 min拋光條件下效果最佳，試樣表面粗糙度Ra由 12～15 μm降至9～10 μm，拋光后鈦合金試樣的強度出現小幅下降，但內部殘余拉應力轉變為壓應力，同時耐腐蝕性能提高。將上述優化后的拋光參數應用到復雜的格柵和管道類零件上，得到了相似的拋光效果，為彎曲流道、深孔和復雜曲面等拋光提供了很好的指引。

圖2 化學拋光過程中不同類型表面缺陷溶解順序[15]Fig.2 Sequence of chemical dissolution of different types of surface defects[15]

化學拋光有時會造成拋光后零件表面質量更差的現象，因為零件近表面的內部缺陷在拋光后都出現在表面導致表面粗糙度變大。對于這種情況在化學拋光前引入熱處理(Heat Treatment, HT)、熱等靜壓(Hot Isostatic Pressure, HIP)可以有效去除內部缺陷，Wysocki等研究指出SLM制作的純鈦圓盤經600 ℃退火后在HF-HNO混合溶液中拋光效果最佳。Persenot等采用EBM制造了圖4所示鈦合金晶格結構零件，對比分析了HIP、CP和兩者結合處理的結果。實驗表明初始Ra=42.6 μm，HIP處理后零件Ra=43.3 μm, 化學腐蝕后Ra=26.4 μm，HIP+CP后Ra=27.4 μm。HIP和CP的結合處理不僅降低了表面粗糙度還提升了零件的拉伸性能。

圖3 化學拋光前后支架的整體視圖及其表面紋理[17]Fig.3 Overall view of scaffolds and texture of their surface before and after chemical polishing[17]

圖4 拉伸試樣的幾何形狀和設計成能代表晶格結構其中一段的支柱[21]Fig.4 Geometry of specimens and a representative strut of a lattice[21]

1.2 電化學拋光

電化學拋光(Electrochemical Polishing, ECP)(也稱電解拋光)是指在一定電解液中被拋光工件連接陽極，發生有選擇性溶解，同時在金屬表面會發生氧化膜的生成和溶解，從而降低其表面粗糙度、提高光亮度的表面拋光技術。根據圖5所示陽極極化曲線選用合適的電解拋光參數進行拋光，凹凸不平的表面有選擇的溶解，凸出的地方比凹陷的地方溶解速度快，從而降低表面粗糙度達到鏡面效果。

圖5 電化學拋光過程典型的電流-電壓特性曲線[22]Fig.5 Typical current-voltage characteristic curve of electrochemical polishing process[22]

隨著人們對電解拋光原理和影響因素的研究，目前在需要嚴格控制表面質量和光潔度的航空航天領域電解拋光已經成為保證產品質量的關鍵環節之一。電解拋光后的表面粗糙度與電解液成分、溫度、拋光時間、陽極電流密度等密切相關。為了解決強酸電解液的使用帶來的安全隱患和廢液污染問題，更加綠色環保的電解液被研發逐步代替了強酸。Lassell研究表明電子束激光熔化鈦合金零件在無水、醇基溶液中電解拋光后零件表面粗糙度明顯降低、疲勞強度顯著提高。Zhang等研究了激光增材制造Ti-6Al-4V試樣在含不同濃度氯離子的醇基電解液濃度下的拋光。結果表明在0.4 mol /L氯離子電解液中得到最佳的電解拋光表面，粗糙度降低了75.04%，失重率為4.93%，表面生成的二氧化鈦氧化膜明顯提高了試樣的耐腐蝕性。Goddard和Protsenko等采用了深共晶溶劑(Deep Eutectic Solvents, DES)作為電解液對鎳及其合金零件進行電解拋光處理，拋光后的零件表面光亮且耐蝕性、顯微硬度都有所增強。研究表明深共晶溶劑是一種很有前途的環境友好型電解拋光介質。此外，等離子體電解拋光也是一種環境友好型拋光技術，其采用無污染的拋光鹽，且拋光效率更高、效果更好和更適合復雜零件的處理。

航空航天領域零件復雜化、輕量化是必然的趨勢，電解拋光工藝也越來越關注復雜零件的處理。Urlea和Brailovski對SLM成形的不同成形方向的V形Ti-6Al-4V樣件進行了電解拋光。結果表明不同生長方向的零件表面材料去除率不同，同時他們對增材制造內孔表面的電解拋光進行了研究，證明了利用ECP對增材制造鈦合金的內表面進行有效拋光是可行的。Lohser采用SLM制造了有一系列不同類型通孔的堆疊六邊形316L不銹鋼試樣，并在磷酸和硫酸混合電解液中進行電解拋光40 min。結果表明拋光后試樣內外表面平滑且有光澤。Mingear等利用光學輪廓儀和掃描電鏡表征了激光粉床熔合(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)制備的多直徑不規則NiTi合金內表面在ECP前后的差異。結果表明ECP能有效降低內表面粗糙度，且較低的激光能量密度參數會使得后續電解拋光最大程度獲得較低的表面粗糙度。Tyagi等基于光學輪廓測量、掃描電鏡、接觸角測量技術對比分析了CP和ECP在拋光316不銹鋼內表面的效果差異。結果表明初始面粗糙度(Sa)為 13.88±2.65 μm，在ECP后為3.0±0.75 μm，在CP后為5.22±2.46 μm，電解拋光效果優于化學拋光，但是電解拋光在處理復雜結構時受到電極可及性的限制。

如圖6所示陰陽極之間的距離是影響電解拋光效果的重要因素，但零件越來越復雜，很難保證拋光過程中每個表面特征都和陰極等距。Chang等在磷酸和硫酸混合溶液中對彎曲管道類、晶格結構以及薄壁等復雜零件進行過電位拋光(Overpotential Electrochemical Polishing, OCEP)和電化學拋光(ECP)。表明粗糙度零件及拋光原理如圖7所示。結果Ra從最初的8 μm減小至0.18 μm，去除厚度約為70 μm。常規電化學拋光無法確保不同區域有選擇性的去除材料，在拋光復雜、精細的零件時會出現過度腐蝕導致支柱斷裂的現象，拋光后零件尺寸嚴重超差。過電位拋光可以使粉末黏附顆粒有效去除，電化學拋光進一步進行精加工，該方法可以有效平滑具有內部結構的幾何復雜增材制造金屬構件。

圖6 恒定溫度和電壓下電解拋光表面粗糙度隨陰陽極距離和拋光時間的變化[26]Fig.6 Variation of surface roughness with polishing time and inter anode/cathode distance at constant temperature and voltage[26]

圖7 拋光原理和拋光前后零件圖[35]Fig.7 Principles of polishing and parts diagrams before and after polishing[35]

1.3 磨粒流拋光

磨粒流拋光(Abrasive Flow Machining, AFM)最早由美國Extrude Home公司為航空航天領域合金零件的表面處理開發的精準可控的超精密流體拋光技術，其原理如圖8所示。在一定壓力下黏彈性磨粒作為可隨形變化的加工刀具不斷往復流經被加工表面，從而完成對零件待加工表面的拋光加工。磨粒流拋光技術對于“階梯效應”產生的粗糙表面的拋光效果很好，磨粒粒徑和濃度、加工循環次數、增材制造方向等都是影響拋光過程中材料去除率的重要因素。

圖8 磨粒流拋光技術原理[36]Fig.8 Principle of AFM technology[36]

孫玉利等通過改進夾具和仿真模擬技術研究了整體葉盤的磨粒流拋光效果，加工后Ra降低到0.6 μm。Fu等采用試驗和仿真技術結合的方法研究了磨粒流拋光對整體葉盤的表面粗糙度和力學性能的影響。高航等研究了SLM制造的鋁合金航空格柵零件的磨粒流拋光。試驗表明磨粒流拋光后格柵零件外表面粗糙度從14 μm降低到1.8 μm，且拋光表面紋理均勻、光亮，但是內孔的表面粗糙度比格柵外表面要大。由于內孔壁面是增材制造過程中層與層之間的邊緣結合處，粉末黏附和球化效果比較明顯，故此處粗糙度明顯比外表面差。磨粒流拋光技術同樣非常適合處理含有內腔的復雜冷卻通道結構。Li等利用AFM處理了非線性管道零件噴嘴內表面，拋光后內表面Ra從1.8 μm減少至0.4 μm。Han等通過SLM設計制造了7種不同的形狀和數量通道的共形冷卻通道樣件，如圖9所示，并利用磨粒流拋光技術對其內通道進行拋光處理。試驗證明AFM可有效提高通道內表面粗糙度，冷卻速率隨粗糙度的降低而增大。黨稼寧等利用AFM處理SLM制備的一體化燃油噴嘴。結果表明在磨粒濃度為36%、磨粒大小為80目、加工壓力為11.50 MPa以及加工時間為240 s的條件下拋光效果最佳，噴嘴內流道Ra 由 9.10 μm降至 2.70 μm。但AFM過程難以避免會產生嚴重的“邊緣效應”，Uhlmann等研究表明采用磨粒流拋光SLM成形的渦輪葉片試件時，葉片進/排氣邊存在過拋的問題。如圖10所示負向擺放流道可以使AFM過程中磨料介質對工件薄壁尖點位置的正向沖擊大幅度降低，工件內孔邊緣更加平直。

圖9 7種不同形狀和數量的直徑3 mm的通道的注塑模具CAD模型[40]Fig.9 CAD modeling of bars having seven types of conformal cooling channels (?3 mm)[40]

圖10 不同擺放角度增材制造格柵工件內孔拋光效果對比[43]Fig.10 Comparison of inner hole polishing effect for convex side of additively manufactured grille parts at different placement angles[43]

1.4 激光拋光

激光拋光(Laser Polishing, LP)原理如圖11所示，通過控制激光光束直徑、照射在表面上的時間、激光功率等工藝參數控制能量密度的輸入，使零件表面材料重新融化并在重力和熔池表面張力的作用下快速冷凝成光滑的表面。激光拋光是微觀層面上的快速熔化和凝固的過程，激光束能量必須足以融化粗糙表面的波峰，但不能超過波谷的深度。一旦參數設置的不合理，能量密度過高造成更深層材料的熔化會導致粗糙度的增加。因此，必須小心控制激光束的能量，使之只融化一個微觀層。

圖11 激光拋光加工原理[44]Fig.11 Schematic view of the laser polishing mechanism[44]

Gora等對連續波激光拋光SLM制造鈦、鈷鉻零件進行了深入研究。評估了不同的掃描策略、激光參數和初始表面條件對表面光潔度的影響。Obeidi等研究了激光功率、激光掃描道數、激光聚焦位置等加工參數對激光拋光SLM制造的316L不銹鋼圓柱試樣的影響。結果表明通過優化工藝參數使平均粗糙度從10.4 μm最大降低到2.7 μm。Bordatchev等對比了連續波激光和脈沖激光對Ni合金的拋光效果，脈沖激光相比較于連續波激光可以將Ra從10 μm降低到2 μm。脈沖激光微拋光獨特之處就在于它能夠更好地控制熔體的深度和熱影響區，同時仍能平滑表面。Fang等研究了SLM制造的Inconel 718平板試樣的激光拋光效果，結果表明拋光后Ra從7.5 μm下降到0.1 μm以下，表面顯微硬度從345 HV增加到440 HV。較高的硬度是由于激光拋光過程快速加熱和冷卻導致的晶粒細化和析出強化相的共同作用。

激光拋光技術在更加復雜的結構上的應用對航空航天領域有很重要的指導意義。Lamikiz等研究了激光選區燒結 (Selective Laser Sintering, SLS)制備的AlSi420不銹鋼零件水平面、斜面結構激光拋光效果。實驗結果表明拋光后Ra低于1.49 μm。Rosa等研究了在相同激光參數下多次掃描相同路徑的激光拋光對薄壁曲面零件的拋光效果。結果表明拋光后Sa從14 μm降低到5.39 μm。Rosa等采用直接金屬沉積(Direct Metal Deposition, DMD)成形了316L和TA4V這2種材料的復雜薄壁結構并進行激光拋光。拋光后零件的表面光亮平滑，且實現了同一種激光完成DMD和LP，促進了316L和TA6V這2種材料在航空領域的應用。Yung等提出一種新方法——“分層拋光法”，該方法可以根據組件表面形狀不斷調整激光離焦距離。使用該方法拋光了SLM制造的凸面、凹面、傾斜面等復雜曲面的鈷鉻合金零件。零件如圖12所示，拋光后粗糙度降低了93%，表面硬度提高了8%，凹面試樣的分層激光拋光模型如圖13所示。最后通過建立相應的模型，可以將該方法應用到任意自由曲面。

圖12 不同類型的樣品具有復雜的表面幾何形狀[52]Fig.12 Different types of samples with complex surface geometry[52]

圖13 凹面試樣和激光拋光幾何模型[52]Fig.13 Concave specimen and laser polished geometric model[52]

1.5 4種拋光方法的對比

化學拋光因其較強的可達性、適用于難加工材料、體系簡單、影響因素少被考慮應用到格柵零件、異形孔槽、渦輪葉片等復雜結構?；瘜W拋光技術是航空航天增材制造復雜金屬零件重要方法之一，但化學拋光總是以原型尺寸的損失為代價的?；瘜W拋光過程采用的大多是強酸溶液，使用危險性高，針對不同復雜形狀金屬構件仍需大量實驗來豐富化學拋光技術的數據庫。此外，化學拋光后殘留廢液的處理也是一個重大挑戰。

電解拋光后的零件表面金相組織分布均勻、規則，沒有明顯的劃痕，而且可以有效減少被加工零件的內部和表面的應力，適用于各種硬度和強度的金屬及其合金。電解拋光同樣很難在粗糙度較大的零件上獲得光滑的表面，而且對于管道、異形孔等較長的內部結構時只能去除靠近孔入口處的材料，單方面地延長拋光時間很可能會造成局部發生過度腐蝕。電解拋光過程是不斷放熱的，溫度的控制無疑是困難的。若局部產生的熱量不能適當地消散，就會增加樣品表面的局部溶液濃度，加速陽極溶解導致局部點蝕效應。

磨粒流拋光具有可達性高、精度高、加工變形小等特點，廣泛應用于內腔(如燃油噴嘴、燃燒室等)、復雜曲面(如渦輪葉片)等復雜結構的表面拋光。因不受零件結構和尺寸限制，現已應用于航空航天領域中的微小孔、窄縫及復雜型腔等復雜結構。目前，在磨粒流拋光過程中均勻去除材料使得拋光后表面質量均勻一致以及實現薄壁低剛度構件的內表面的拋光是備受關注的問題。

激光拋光是一種非接觸式的拋光技術，具有生態友好、高度可重復、選擇性區域拋光能力強等優點，不涉及被拋光部件與設備之間的載荷傳遞，沒有任何浪費問題(沒有磨料或液體廢棄物)，可以實現良好的拋光而不損害尺寸精度尤其是特征尺寸接近表面粗糙度的相同量級情況下，且不影響材料的機械和微觀結構性能。此外，它有實現自動化的潛力，甚至可以集成到生產過程中，無需勞動密集型的后處理就可以用增材制造技術制造出符合要求的部件。激光拋光在具有內表面的增材制造金屬構件的研究尚不充分，缺乏足夠的數據來優化這一技術。化學拋光、電化學拋光、磨粒流拋光和激光拋光在加工精度和加效率等方面的對比如表1所示。

表1 4種拋光方法的優劣對比Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of four polishing methods

1.6 復合拋光技術

航空航天領域零件服役環境極其嚴苛且結構日益復雜化，普通單一的拋光方法效果總是不如人意，故相繼出現引入超聲波、磁場、脈沖等技術輔助拋光以進一步提高表面質量和光潔度。Guo等采用旋轉振動磁磨拋光方法處理SLM制備的Inconel 718合金雙層管狀結構的復雜內表面進行拋光。拋光后Ra從初始7 μm降低到1 μm以下。Nagalingam等采用新型流體動力空化磨料表面拋光技術(Hydrodynamic Cavitation Abrasive Finishing, HCAF)處理Al-Si-10Mg方形和圓形管道內表面，HCAF的協同效應能有效提高增材制造零件的材料去除率和表面光潔度。此外，HCAF僅需1.0%的磨粒濃度而傳統AFM需要50%，可見HCAF工藝可能是一種低成本的替代高精密表面處理的應用。近年來，人們還發展了多種拋光技術混合的拋光加工工藝，利用不同的拋光加工工藝的優點，避免了單一拋光加工工藝的局限性，在精確控制高精度的同時提高加工效率。這種復合拋光技術必將是航空航天復雜零件的超精密加工的發展趨勢之一。Pyka等采用SLM制備了鈦合金多孔結構零件，在化學拋光和電解拋光8 min條件下支柱表面粗糙度顯著降低且更加均勻，化學腐蝕主要去除附著的粉末顆粒，ECP進一步降低粗糙度。Dong等研究表明DMLS制備的鈦合金晶格構件在HF和HNO混合溶液中拋光15 min，然后利用磁力攪拌器在醇基電解液中拋光15 min能達到最佳拋光效果。Kerckhofs等對SLM制備的Ti-6Al-4V開放式多孔點陣結構支架進行了化學和電化學拋光，實現了以可控的方式改善支柱表面粗糙度和力學性能?；瘜W腐蝕和電化學拋光結合顯著降低了增材制造多孔結構零件的頂部和底部之間粗糙度較大的差異，相應的強度和硬度有所下降。Mohammadian等結合CP和AFM技術對航空航天工業常用的管狀鉻鎳鐵合金625(Inconel 625)部件內表面進行拋光。結果表明采用CP+AFM拋光技術可以完全去除Inconel 625零件內表面的半焊接顆粒，表面粗糙度和紋理得到明顯改善，是單獨化學拋光或磨粒流拋光對表面粗糙度降低效果的2倍左右。

隨著DryLyte公司研發出一種全自動化且無污染的干式電解拋光設備，Bai等對SLM制備的316L不銹鋼的機械-電化學拋光(Dry Mechanical-Electrochemical Polishing, DMECP)的拋光機理和不同拋光參數對表面質量的影響進行研究。DMECP是一種利用離子傳輸和自由固體研磨來改善表面粗糙度和光潔度的全新的拋光工藝。在沒有使用液體電解質的情況下，能夠滲透到包括死角位置的所有部分，適用于各種復雜金屬構件，其拋光機理即氧化層的形成與去除的重復循環。電化學機械拋光能達到鏡面級效果，但是在應用到航空發動機渦輪葉片等更加復雜的結構上還需要進一步解決機械和電化學作用的有機整合、材料均勻且精確的去除以及陰極和磨具之間運動軌跡的控制。此外，南方科技大學研究團隊在電解拋光基礎上提出了一種各向同性蝕刻拋光(Isotropic Etching and Polishing, IEP)方法，該方法允許拋光不同的金屬時使用相同的拋光溶液，且可產生無損的拋光表面。

2 發展趨勢

增材制造技術可以實現復雜異形構件從材料微觀組織到宏觀結構的精準可控成形，同時釋放了設計自由度、降低成本、支持按需定制等，但目前關鍵材料依賴進口、行業標準不完善、缺乏系統性應用研究等。為了滿足航空航天領域對輕量化、大型金屬結構、復雜整體結構以及多功能仿生結構零件的需求，增材制造技術未來研究重點將會在以下3點：①現有材料改性和研發更多樣化的材料。實現零件輕量化、高性能化以及多功能化。②成型尺寸范圍進一步增大。突破微小尺寸后處理難度大和超大尺寸熱變形的限制。③替代工藝開發或工藝優化。多激光束掃描成形代替單激光，優化鋪粉層厚、鋪粉速度等工藝參數提高成形效率。

航空航天領域零件日益趨向高標準、高要求、多功能化，不管是傳統機械拋光，還是本文重點介紹的4種拋光方法都有其局限性。機械拋光無法處理高度復雜的自由形狀零件且會引入劃痕、殘余應力。化學拋光會弱化點陣結構中的節點，降低零件使用性能。電化學拋光在微尺度拋光區域方面選擇性不足。磨粒流拋光存在磨料團聚、磨料污染和表面拋光質量不均勻，且拋光過程會產生很嚴重的“邊緣效應”。激光拋光過程中可能會因熱量的輸入加劇熱殘余應力的積累。

針對各種拋光技術的局限，化學拋光和電化學拋光過程采用中性溶液等更加環保的溶液仍是研究熱點。通過使用不同成分配制拋光液、優化拋光液的成分配比等改善拋光液過程中產生的有害氣體以及對環境有害的F、P等。磨粒流拋光有2大關鍵問題：一是各類零件的夾具的設計研究不充分，夾具標準化和系列化是實現大批量、自動化生產的基礎；二是磨粒流介質缺少標準化研究，不同的單位對于磨粒流介質有其獨特的生產方法和產品規格。解決以上問題，必將進一步推進磨粒流拋光技術的發展，并逐漸取代傳統拋光工藝。激光拋光在復雜的點陣結構、高長徑比管道類復雜結構上的可達性較差，這是一個巨大的挑戰，需要更多的研究案例逐步完善這一領域的缺口。此外，依托上述非傳統拋光方法進一步創新研究復合表面拋光技術將在未來展現更大的潛力。

3 總結與展望

介紹了幾種表面拋光技術的研究現狀，并分析了其發展趨勢。隨著對增材制造缺陷形成機制的深入研究和表面拋光方法的不斷創新發展，利用增材制造技術生產的航空航天領域復雜高性能零件可逐步達到實際工程應用要求。

根據當前技術發展現狀，在增材制造復雜高性能航空航天器件時，技術人員應綜合考慮成形工藝參數和表面拋光方法結合所達到的效果，進一步優化工藝在提高成形質量的同時提升速度，實現材料-結構-工藝一體化高效制造。針對復雜的薄壁零件和內部管腔結構的尺寸和形狀精度的非接觸式測量和間接測量方法仍是重大難題。另外，高質量的表面拋光技術離不開相應的高性能的設備，開發綠色智能化的表面拋光裝備尤為迫切。進一步將缺陷監測技術融入到成形設備中，實現精準可控、智能調整的可實現集增材制造成形與后處理工藝于一體的成套設備是增材制造技術所面臨的重大挑戰。