在高端装备制造加速升级、关键零部件性能要求持续提高的背景下，增材制造正从“能打印”走向“能可靠、可验证、可规模化”。
然而，制约其进一步走向工程化应用的一道难题在于：材料在逐层堆积的过程中经历快速加热与冷却，多次热循环叠加，使微观组织、残余应力与相变行为持续演化。
传统检测方法多在构件成形后进行，能够看到的是“结果”，却难以捕捉“过程”，工艺优化往往依赖经验迭代，周期长、成本高，也不利于建立可复用的机理模型与质量控制体系。
造成这一瓶颈的原因，既有增材制造过程本身的复杂性，也有检测手段的客观限制。
一方面，电弧熔丝增材制造以高沉积效率、低成本见长，适用于大尺寸复杂构件，但热输入强、熔池波动与温度梯度显著，组织与应力变化更为剧烈；另一方面，常规表征在穿透深度、时间分辨率与高温强电弧环境适配方面存在短板，难以在打印进行时对材料内部进行无损、实时探测，导致“看不见内部”“追不上变化”的矛盾长期存在。
针对上述难点，东莞理工学院张丽娟教授团队与中国散裂中子源平台开展协同攻关，在工程材料中子衍射谱仪上完成电弧熔丝增材制造原位打印试验。
据介绍，这是国内首次将电弧熔丝增材制造与中子散射表征平台进行深度耦合的原位试验，属于广东省重大应用基础研究项目“高性能金属增材制造材料与工艺的应用基础研究”中“超常凝固及固态相变行为与显微组织形成机理研究”的关键内容。
团队重点解决了打印过程与中子探测协同、极端环境下工艺稳定控制等设备与技术难题，依托散裂中子源较强的穿透能力与高分辨率探测优势，实现了对打印过程中材料微观结构演化的实时、动态观测，为揭示工艺—结构—性能关系提供了直接的实验数据来源。
这一进展的影响，首先体现在“可观测”带来的“可控制”。
原位观测意味着研究者能够在制造发生的同时记录材料内部结构与应力的变化路径，从而更准确地识别缺陷萌生、相变触发与组织异常的关键窗口，为参数窗口设计、热管理策略与路径规划提供证据支撑。
其次，它为大尺寸、高性能复杂构件的可靠制造打开新的技术通道。
电弧熔丝增材制造面向大型构件具有天然优势，但工程应用对一致性与可追溯性要求极高，原位数据的引入有助于推动工艺从“经验驱动”向“数据与机理驱动”转变，降低试错成本，提高质量稳定性。
再次，该成果对增材制造领域的基础研究具有牵引作用。
超常凝固、固态相变与显微组织形成机制是决定材料性能的核心环节，原位实验能够为模型建立与理论验证提供更高可信度的依据，促进基础研究与工程应用的闭环联动。
面向下一步工作，业内普遍关注如何将实验能力转化为工程化工具。
其一，进一步完善原位平台的标准化与可复用性，在不同材料体系、不同构件尺度与不同工艺窗口下形成可对比的数据库；其二，加强与数值模拟、工艺控制的联动，探索基于实时观测数据的闭环控制与预测性质量评估，推动从“事后检验”向“过程保证”延伸；其三，围绕高端装备关键零部件需求，开展面向应用场景的验证与示范，形成从材料—工艺—结构设计—性能评价的系统解决方案。
从发展前景看，增材制造的竞争不仅在设备与材料，更在“能否把内部过程解释清楚、把质量控制做扎实”。
随着大型科学装置与先进制造技术的交叉融合不断加深，原位表征手段将成为突破关键工艺瓶颈的重要抓手。
此次试验为我国增材制造研究提供了新的观察窗口，也为推进高端制造领域的自主创新、提升关键构件的可靠性与一致性奠定了更坚实的科研基础。
这项突破生动诠释了基础研究与应用需求的深度融合。
当国之重器散裂中子源遇上制造业关键技术难题，不仅催生了原创性科研成果，更开辟了产学研协同创新的新模式。
在推动新型工业化的征程上，此类跨领域、跨学科的联合攻关，正成为突破"卡脖子"技术的重要范式，也为实现制造强国战略提供了富有启示的实践样本。