文献速读——

面向增材制造构件质量在线监测的迫切需求，合肥工业大学赵昌方副教授联合宁波大学、浙江大学、南昌航空大学、西安交通大学等单位，在国际知名期刊Polymer(JCR Q2，即时IF=5.0)发表长篇综述，系统梳理了激光超声(LU)技术在增材制造构件无损评价中的发展轨迹与关键进展，特别聚焦于聚合物复合材料的检测特性与趋势。与以往偏重单一信号分析的综述不同，该综述构建了“缺陷检测—微观结构表征—力学性能预测”的一体化多尺度评估框架，阐明了LU如何突破传统接触式超声、X射线、CT及涡流检测在复杂几何、高温及粗糙表面等环境中的局限，并深入剖析了物理机制建模与深度学习信号解译的耦合路径。

正文导读——

增材制造技术正在深刻改变高端制造的范式，聚合物及其复合材料因其低密度、高比强度与设计灵活而成为航空航天等领域不可或缺的材料体系。然而，缺陷形成机制复杂、检测手段不足、机制溯源困难，长期制约着复合材料关键部件的工程应用。激光超声(Laser Ultrasonics, LU)因其非接触、宽频带、多模态等特性，被广泛认为是实现原位、实时多尺度质量评估的最有前景的技术之一。为此，该综述论文全面回应了LU技术如何从几何缺陷检测范式转向材料行为传感范式的核心命题。

此前关于增材制造超声检测的综述多聚焦于单一信号分析或工艺监测。该工作首次明确将缺陷识别、微结构定量表征与力学性能预测统一于一个多尺度框架内，并系统比较了聚合物复合材料和金属增材制造在缺陷形态、热历史、界面特性和声学响应方面的根本差异。论文从三个层次递进展开：

Ø 缺陷检测：详述了LU对气孔、未熔合、夹杂、热裂纹等典型缺陷的检测灵敏度；表面波波速随孔隙率增加近似线性下降，通过小波包能量分析可建立R²的定量关联；裂纹深度可由瑞利波模式转换的时间延迟精确推算。

Ø 微结构表征：利用超声散射与衰减谱，可反演晶粒尺寸与织构特征。当超声波长与晶粒尺度可比时，频域衰减系数成为有效的定量描述符，且对温度敏感性远低于波速。

Ø 力学性能关联：通过纵波与剪切波速测量各向异性刚度张量，可实现弹性模量的无损成像；厚度各向异性参数为定量评估打印方向与横向性能差异提供了依据。

图1  聚合物复合材料增材制造的设计领域与方法。

 研究展望——

该综述提出若干未来方向：将LU集成至增材制造腔室实现逐层在线监测、借助数字孪生实现缺陷演化追踪、构建标准化的AM缺陷声学信号公共数据库，以及将检测对象从金属拓展至连续纤维增强聚合物、功能梯度结构及多材料体系，为理解LU在增材制造领域的工作机制与应用逻辑提供了系统理论基础，也为实时监测、数字孪生与闭环质量控制的深度融合奠定了框架。

作者简介——

宁波大学机械工程和力学学院的本科生黄耀鑫为论文的唯一第一作者，浙江大学土木工程学院的博士生张煜和合肥工业大学机械工程学院的赵昌方副教授为论文的共同通讯作者，其他作者还包括浙江大学机械工程学院的Zhu H Y、浙江大学土木工程学院的Qiu D Y和Jiang Q S、南昌航空大学飞行器工程学院的周志坛副教授、西安交通大学机械工程学院的刘浩副教授。该研究得到了国家自然科学基金、浙江省应用基础研究计划新苗项目、基础军事研究所稳定支持计划以及国家大学生创新创业培训计划等项目的共同资助。

文章标题：Laser Ultrasonics for Multi-Scale Evaluation of Additive Manufacturing Components: Focus on Polymer-Composite Systems

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.polymer.2026.130164