封面解读
飞溅是粉末床激光熔融 (Laser Powder Bed Fusion, LPBF) 增材制造过程中的常见副产物，具有数量多、难去除、危害大等特点。飞溅行为与成形质量关联密切，易诱发冶金缺陷并降低构件性能，其影响在多光束 LPBF 中制造大型构件时更为严重。然而，目前 LPBF 飞溅研究综述报道还非常有限。
中国地质大学(武汉)联合清华大学、华中科技大学、广州德擎光学科技有限公司、鑫精合激光科技发展 (北京) 有限公司、武汉科技大学、重庆大学、宁波大学、首都航天机械有限公司、上海航天精密机械研究所、南京铖联激光科技有限公司、瑞典查尔姆斯理工大学等国内外“增材制造与激光制造”领域优势单位精心打磨、共同合作，在Micromachines上发表了综述，从本期208篇文章中脱颖而出，入选期刊封面文章。文章回顾了 LPBF 中飞溅的原位在线监测技术发展；较全面地阐述了飞溅产生机理、影响危害及其应对策略；综述了冷/热飞溅的多源监测技术，并在此基础上提出了针对飞溅出射全周期的在线监控与应对措施，为新一代高效智能 LPBF 系统发展奠定了基础，具有重要的科学意义与工程应用价值。
团队介绍
Kaiyun体育网页登录入口激光先进制造团队将继续努力，深入探索珠宝首饰数字设计与先进制造领域学科前沿，以更优异的科研成果服务产业，向中国地质大学(武汉)70周年校庆和Kaiyun体育网页登录入口建院30周年献礼。
第一作者
李正 副教授
中国地质大学(武汉)
Kaiyun体育网页登录入口副教授，玛丽女王伦敦大学材料科学博士，“地大学者”青年优秀人才 (2019)。主要研究领域为铜合金增材制造和矿物陶瓷 3D 打印。先后主持湖北省自然基金面上项目、武汉市科技局项目、湖北省揭榜制科技项目课题。发表高水平 SCI 学术论文20余篇，其中入选Carbon等期刊封面文章3篇，Journal of Material Chemistry C期刊热点文章1篇，担任10余个国际学术期刊审稿人。负责某型号水下动力装置研发，受理和授权发明专利6项，获湖北省专利奖银奖1项。
通讯作者
殷杰 教授
中国地质大学(武汉)
Kaiyun体育网页登录入口教授/博导，“地大学者”青年拔尖人才。主要研究领域为激光先进制造/激光与物质相互作用。先后主持国家自然科学基金、国防973子课题、上海航天科技创新重点基金 (结题成果优秀)、中央高校基本科研业务费专项资金资助等项目。发表学术论文30余篇 (近五年5篇代表作总影响因子为55.5)，Google Scholar 被引超2000次，3篇入选 ESI/F5000 高被引论文，2篇入选封面论文，获增材制造前沿国际学术会议最佳论文奖等奖励。完成省级科技成果鉴定1项 (整体技术达到国际先进水平)，参编行业标准1项，受理和授权发明专利6项。受邀担任 RAAM，LIMA 等国际学术会议的分会主席并作邀请报告。担任Micromachines等国际学术期刊编委及20个学术期刊审稿人。在科睿唯安作者影响力射束图中全部论文的引文百分位中位数为92%，近12个月学术评审贡献百分位为96%。
团队负责人
郝亮 教授
中国地质大学(武汉)
Kaiyun体育网页登录入口教授/博导、副院长，先进制造研究所所长，湖北省海外高层次专家，湖北省特种加工协会副理事长。作为中国地质大学(武汉)先进设计与制造团队负责人与英国空中客车等企业合作开展了轻质航空构件的低碳设计制造技术研发与应用示范，通过跨学科交叉 (设计、制造与计算机等) 数字经济项目研发了规模化实物产品共享制造与价值共创模式，获得了世界知名 CAD/CAM 软件公司 DELCAM 的支持。在英国期间主持/参与超过300万英磅的研究项目 (含两项大型欧盟项目)，研发了世界首个粉末床激光熔融轻量化钛合金构件并经过航天飞行测试 (2009)。回国后主持/参与国家自然基金面上项目2项、国家重点研发计划、国际合作交流项目和湖北省揭榜制科技项目及多项省部级资助项目。在国内外核心期刊与重要会议发表100余篇论文，含5篇高被引论文，获批发明专利12项，撰写相关英文学术著作5部。被引次数超过10,000次，H-index 为49。
综述内容
1、原位监测
相较于熔池，LPBF 成形中的飞溅具有种类多 (常温冷飞溅/高温热飞溅)、数量大 (每秒103~104个) 和难预测 (3D 随机性) 等特点，其原位在线监测手段更为复杂。本文提出综合运用“同轴高时间分辨逐点监测飞溅运动状态 + 旁轴高空间分辨层间监测飞溅回落分布”新方法，以实现对 LPBF 飞溅“产生-出射-回落”全周期的原位在线监测。
2、产生机理
3、影响危害
与原始粉末相比，飞溅颗粒的化学成分、形状尺寸变化显著，在对 LPBF 设备造成危害 (粉床刮刀、光学元件等) 的同时，一部分飞溅颗粒回落到加工区域还会诱发当前批次的成形缺陷，另一部分回落到非加工区域成为回收粉末夹杂颗粒，会影响粉末可循环次数及后续批次的成形质量。
4、应对措施
本文提出将抑制 LPBF 飞溅的措施贯穿到飞溅出射全周期过程中：在飞溅出射前，采用优化激光体能量密度、调整激光模式以及提高成形腔压力等方法，可有效抑制飞溅的产生；在飞溅出射后，优化气体流场以及改变惰性气体组分，可以显著提高飞溅的去除效率。
结论与展望
LPBF 作为最具潜力、最热门的金属增材制造技术之一，可以实现复杂构件的快速成形，因此被广泛应用于航空航天、医疗、珠宝等行业。然而，飞溅作为 LPBF 中常见的副产物，对成形质量影响显著，且直接关乎成形的稳定性和可重复性。与 LPBF 熔池及焊接飞溅相比，LPBF 飞溅原位在线监测难度高、成形机理复杂、影响危害大。目前多种飞溅的监测技术已得到广泛研究，熔池“液基”出射熔滴飞溅和基板“固基”出射粉末飞溅的产生机理均得到验证，其对设备、构件、回收粉末的影响也得到了针对性的抑制和去除，这对 LPBF 构件控形控性研究具有重要价值。
本文分别从原位在线监测、产生机理、影响危害和应对措施等4个方面进行了较全面地综述，着重阐述了 LPBF 中冷/热飞溅的原位在线监测技术，并在此基础上提出了针对飞溅出射全周期的监测方法，进而论述了单/多光束 LPBF 中飞溅的产生机理、影响危害及应对措施，为今后飞溅原位在线监测与质量调控提供了借鉴。
从长远来看，飞溅在多光束大尺寸 LPBF 设备中的监控仍面临巨大挑战 (多光束导致飞溅数量更多，大幅面导致除尘流场更复杂)，未来探明复杂环境中飞溅的成形机理，发展基于深度学习、数字孪生的多波段耦合原位在线监测技术、高效处理算法与应对措施仍是研究的重点和难点。目前商业上已经出现了对熔池的原位在线监测方案，但未见商业的LPBF 飞溅原位在线监测模块。因此，本综述对于新一代高效智能 LPBF 系统的发展具有重要科学意义与工程价值。
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