西北工業(yè)大學(xué)付佳偉研究員：為航天裝備“骨骼”做跨溫域體檢——一款高精度測(cè)量裝置問(wèn)世

中國(guó)測(cè)試·編委領(lǐng)航

2026年編委成果展示

導(dǎo)言

液滴3D打印技術(shù)制造的金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，如同為航天器定制的輕質(zhì)“智能骨骼”，可通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特定的熱膨脹系數(shù)，是保障裝備在太空極端溫度下尺寸穩(wěn)定的關(guān)鍵。然而，如何精確測(cè)量這些非標(biāo)準(zhǔn)、形狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)的熱膨脹行為，卻一直缺乏可靠手段。傳統(tǒng)方法要么要求標(biāo)準(zhǔn)試樣，要么難以在極端低溫下工作。

本期《編委領(lǐng)航》解讀一篇發(fā)表于《中國(guó)測(cè)試》的研究，看期刊青年編委、西北工業(yè)大學(xué)付佳偉研究員團(tuán)隊(duì)如何攻克難題，成功研制一套跨溫域、高精度的熱膨脹變形測(cè)量裝置，為先進(jìn)材料的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)提供利器。

為航天裝備“骨骼”做跨溫域體檢

一款高精度測(cè)量裝置問(wèn)世

《中國(guó)測(cè)試》青年編委

——付佳偉研究員

付佳偉，博士（雙學(xué)位），西北工業(yè)大學(xué)特任研究員，博士生導(dǎo)師，陜西省高層次引進(jìn)人才，機(jī)械工程及自動(dòng)化系主任，航宇輕質(zhì)功能材料與結(jié)構(gòu)成形技術(shù)研究所副所長(zhǎng)。主要從事航宇輕質(zhì)新材料與測(cè)試新方法方面的研究工作。近年來(lái)主持/參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上/青年項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、軍口國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目等近20項(xiàng)。以第一或通訊作者在International Journal of Plasticity、Journal of Magnesium and Alloys、Composites Part B、Journal of Materials Processing Technology等本領(lǐng)域頂尖和權(quán)威期刊上發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文30篇；以第一發(fā)明人申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利10項(xiàng)（已授權(quán)6項(xiàng)）；擔(dān)任Journal of Magnesium and Alloys（中科院一區(qū)Top期刊，影響因子15.8）、《中國(guó)測(cè)試》、《特種鑄造及有色合金》期刊青年編委及中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)鎂合金分會(huì)委員。

跨溫域點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)熱膨脹變形精確測(cè)量裝置

成果發(fā)表于《中國(guó)測(cè)試》2026第1期

摘要：

液滴打印成形金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)定制熱膨脹系數(shù)，有望利用此類(lèi)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)航天裝備在極端溫度環(huán)境下的穩(wěn)定使用。目前基于激光法和頂桿法的商用變形測(cè)量裝置通常要求使用標(biāo)準(zhǔn)試樣以確保高精確性，但金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)為非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，尺寸和幾何形狀多樣；光學(xué)圖像法基于光學(xué)相機(jī)，易受多源噪聲影響，不適用于極端低溫環(huán)境。該文研制一套適用于3D打印金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的熱膨脹變形測(cè)量裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)–70～200℃金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)的精確測(cè)量，穩(wěn)定性偏差低于0.175μm，可靠性偏差低于1.25μm，測(cè)量可重復(fù)性高于99.2%，測(cè)量精度達(dá)到99.3%。利用該裝置測(cè)量金屬液滴打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的跨溫域熱膨脹系數(shù)，驗(yàn)證測(cè)量裝置的可行性，得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，可為后續(xù)研究人員提供參考數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：

熱膨脹變形; 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu); 測(cè)量裝置; 鋁液滴3D打印;

從“測(cè)不準(zhǔn)”到“測(cè)得精”，測(cè)試技術(shù)的每一次突破，都是新材料從實(shí)驗(yàn)室走向工程應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)階梯。這項(xiàng)發(fā)表于《中國(guó)測(cè)試》的研究，不僅成功解決了一個(gè)具體的工程測(cè)量難題，其高精度、高穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)理念也為其他極端環(huán)境下的精密測(cè)量提供了有價(jià)值的參考。

《中國(guó)測(cè)試》將持續(xù)關(guān)注并報(bào)道測(cè)試技術(shù)與前沿材料學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新成果，推動(dòng)我國(guó)高端裝備自主研發(fā)能力的提升。

關(guān)注我們，洞察尖端材料測(cè)試技術(shù)的最新進(jìn)展！

【專(zhuān)題征稿】
聚焦前沿交叉領(lǐng)域，探索智能時(shí)代下建模與決策的革新路徑，涵蓋等創(chuàng)新主題，誠(chéng)邀學(xué)界同仁共創(chuàng)未來(lái)。

【往期期刊】

往期卷冊(cè)系統(tǒng)收錄測(cè)試領(lǐng)域重要成果，為學(xué)者提供完整知識(shí)脈絡(luò)與研究積淀，助力深入理解學(xué)科演進(jìn)與創(chuàng)新軌跡。

【文化建設(shè)】

，匯聚學(xué)界祝福，見(jiàn)證與行業(yè)共同成長(zhǎng)的里程碑。期刊持續(xù)打造 “漫話計(jì)量” 等，生動(dòng)解讀國(guó)際單位制演變，推動(dòng)計(jì)量知識(shí)傳播。

【培訓(xùn)通知】

2026年度，《中國(guó)測(cè)試》將舉辦。1月首推。詳情及后續(xù)月度安排，請(qǐng)關(guān)注公眾號(hào)通知。