这不是我第一次写增材制造及其与汽车喷丸强化的关系。如果没记错的话，上一次，我强调了与增材制造零件的后处理相关的成本问题，强调该成本的最终发生率甚至可以达到总成本的40%。这就是为什么AM不容易作为一种制造技术引入的一个原因，至少在我们将AM视为一种以与传统技术相同的方式制造零件的工艺时不能引入。

秘诀是重新设计机械零件，考虑并利用增材制造工艺：几乎没有形状约束，新的微结构设计具有非常轻，并且只有少量废料。

但是，说到结构零件，问题还是一样的：内部缺陷的存在和表面状态，不适合承受循环荷载，最终也不适合抵抗疲劳。汽车也不例外。在这种情况下，我们也希望可以有轻而耐用的零件，AM是拓扑优化或设计新材料结构的理想工具，能够实现轻量化；但是，这些零件在空态条件下的疲劳强度相当差，需要进行后处理。喷丸强化是一种很好的备选方法，可以将疲劳强度提高到合理的水平。但是，对于这些材料，我们应该考虑哪些喷丸强化参数呢？对于这些不同的材料和表面，表面精整、表面加工硬化和残余应力的作用是什么？

我和我的团队最近的研究调查了这些方面，目前为止，我们得到的结果很有趣。我们对采用选择性激光熔化(SLM)制造的AlSi10Mg合金试样进行了喷丸强化，并在旋转弯曲荷载下进行了测试。我们考虑了以下条件：空态、热处理、喷丸强化和热处理+喷丸强化。选择喷丸强化参数时考虑了材料的常用值。结果很有趣。空态条件下的疲劳强度可以忽略不计，不足以满足任何实际应用。热处理后，疲劳强度大大提高，约为80 MPa。喷丸强化的效果更好，约为180 MPa。但更有趣的是，喷丸强化前进行热处理，疲劳强度下降到100 MPa。对破裂样品的事后分析表明，两个系列的失效模式不同，而疲劳试验前后的残余应力测量表明，初始残余压应力没有预期的高，试验后，残余压应力大大降低。

长话短说，似乎从SLM典型的空态表面状态开始，根据我们所用的参数，通过喷丸强化缓解疲劳的主要因素不是残余应力场，而是修改后的表面精整状态。从不同的角度来说，AM零件的初始条件与普通零件有很大不同，而这一因素则会影响这些元件喷丸强化的方式。

我们需要更多调查和研究，找到正确的喷丸强化方法，从而最大限度地提高性能。同时，我们了解到，同样采用AM工艺生产的零件，喷丸强化是缓解疲劳的有力工具，并且能够为汽车结构零件开启增材制造的应用。这是一个很好的开始。

(如有兴趣了解完整研究结果，请与我联系)。

MFN特约编辑

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