机器学习在增材制造实战应用专题学习

第一天：AM原理、挑战与COMSOL多物理场仿真入门

上午：增材制造（AM）核心理论与前沿进展

主题： 数字化制造基石与智能化转型必然性。

内容：

i.AM技术原理与国际标准体系： 详解基于数字模型离散-堆积的成形本质，介绍粉末床熔融（L-PBF）、定向能量沉积（DED）、材料挤出（FDM）等主流工艺的适用场景与选型逻辑。

ii.AM全链条数字化工作流与数据价值： 串讲从拓扑优化设计、切片路径规划、在线打印监控到后处理检测的完整流程，强调每个环节产生的关键数据（几何、工艺参数、热、图像）及其价值。

iii.深度剖析AM产业化核心挑战： 聚焦质量一致性（气孔、裂纹等缺陷控制）、重复性、高成本（试错、后处理）及认证标准缺失等瓶颈问题。

iv.引出解决方案： 阐述为何数据驱动的机器学习（ML）是解决上述挑战、实现AM智能化产业化的必然路径。

下午：COMSOL在AM中的基础应用与案例详解

主题： 掌握多物理场仿真工具，深入理解AM背后的物理机理。

内容：

案例一：移动边界相变建模 (Stefan问题): 模拟一个方形腔体内固态与液态锡的相变过程。通过移动网格接口动态追踪固液界面（熔融前沿）的演化，耦合传热与流体流动接口，分析自然对流对熔融前沿位移的影响，深刻理解能量平衡（Stefan条件）在熔凝过程中的作用。

案例二：金属冷却与凝固 (连铸工艺)： 模拟简化连铸过程，液态金属在冷却模具中凝固。通过定义温度依赖的比热容（表观热容法） 来等效处理相变潜热，演示如何设置传热接口求解高度非线性瞬态问题，并讨论网格细化与求解器配置策略。

案例三：连铸-表观热容法进阶： 采用“非等温流动” 多物理场接口，全耦合模拟连铸过程中的传热、流体流动（金属液流）及相变。分析模具形状