鎳基高（gāo）溫合金因其優異的高溫服役性能被廣泛（fàn）應用（yòng）於航天、航空等領域。相比於（yú）傳統的鑄造、機械切（qiē）削等（děng）加（jiā）工方法，3D打印能突（tū）破空（kōng）間（jiān）形狀複雜、高溫成形等條件的限製，已發展成為高精度、形狀複雜鎳（niè）基高溫合（hé）金航空部（bù）件的主要成形（xíng）方法。而3D打印的致密化是（shì）阻礙高性能鎳基高溫合金構件（jiàn）應用和發展的主（zhǔ）要原因，其中空隙的運動（dòng）是影響3D打印（yìn）構件致密化的主要因素之（zhī）一。3D打印成形過程中（zhōng），粉末在高（gāo）能激光束的作用下，發生（shēng）一（yī）係列複雜的冶（yě）金、化學及熱力耦合的非平衡相變過（guò）程，很難通過實驗方法研究熔池中空隙的運動規（guī）律，進而難以（yǐ）提高合金構件的致密度。相比之下，數值模擬仿真技術能根據3D打印過程的特性，開發合適的模（mó）型，設置相（xiàng）應的邊界條（tiáo）件，模擬3D打印成形過程熔（róng）池的（de）熱力學行為及孔隙的（de）運動特性，進而實（shí）現對構件致密（mì）化的物（wù）理本質研究。

       顧冬冬教授課題組利用數（shù）值模擬仿真技術，開發介觀尺（chǐ）度（dù）模型，研究（jiū）鎳基高溫合金在3D打印成形過程中的熱力學行為及孔隙運動特性，進而從本質（zhì）上揭（jiē）示3D打印鎳（niè）基高溫合金構件的致密（mì）化（huà）機理。結果表明，熱（rè）力學行為對孔隙運動影響較大：當激光能量密度逐漸（jiàn）增加至（zhì）221.5J/m，Marangoni流逐漸增（zēng）強，熔池中殘留的孔隙逐漸減小，構件致密度逐漸（jiàn）提高至（zhì）98%以上，而激光能（néng）量密度進一步增加（jiā），熔池（chí）內部產生的渦流易於捕獲孔隙，造成熔池中殘留較多的孔隙，導致構件致密度（dù）大幅（fú）下降。

       此外，該介觀模型及孔隙運動特性研究方法可為提高3D打印合金構件的致密化提供一種有效的解決途徑。