本文由Ruslan Melentiev和Fengzhou Fang撰写，分别来自都柏林大学学院和天津大学的微/纳米制造技术中心。文章发表于2018年7月10日的《CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology》期刊上，题为《Recent Advances and Challenges of Abrasive Jet Machining》。本文是一篇综述性论文，旨在总结磨料喷射加工（Abrasive Jet Machining, AJM）技术的最新进展和面临的挑战，涵盖了该技术的优势、应用领域、材料去除机制、工艺参数的影响以及喷嘴磨损问题。
本文的主题是磨料喷射加工（AJM）技术的最新进展和挑战。AJM是一种基于侵蚀定位和强化的制造技术，广泛应用于多个工业领域。文章详细探讨了AJM的技术优势、应用多样性、材料去除机制、工艺参数的影响以及喷嘴磨损问题。
AJM技术在过去20年中得到了快速发展，尤其是在微加工领域。文章指出，AJM具有以下优势： - 加工范围广泛：从宏观到微观尺度的加工，适用于各种形状和尺寸的工件。 - 可持续性：压缩空气或水射流能够有效清除加工区域的碎屑，保持加工过程的清洁。 - 工艺控制灵活：通过调整液压、磨料和加工参数，可以轻松改变加工点、材料去除率和表面粗糙度。 - 工具磨损缓慢：喷嘴的逐渐磨损不会对加工精度产生突然的影响。 - 成本效益：与传统加工技术相比，AJM的设备成本和运行费用较低。
然而，AJM也面临一些挑战，如加工特征的锥形几何形状、脆性材料表面的微裂纹、微加工的稳定性问题以及噪声和化学污染等。
AJM在多个工业领域中得到了广泛应用，包括机械制造、冶金、电子、仪器制造、土木工程、食品和医疗行业等。文章列举了AJM在这些领域中的具体应用，如切割、抛光、钻孔、表面纹理化等。特别是在微流体设备和精密光学器件的制造中，AJM展现出了独特的优势。
文章详细讨论了AJM中的材料去除机制，主要包括脆性材料去除模式、塑性材料去除模式和弹性去除模式。脆性材料去除模式主要通过颗粒冲击产生的裂纹扩展来实现材料去除，而塑性材料去除模式则通过颗粒的切削和犁削作用实现。弹性去除模式是近年来发现的一种新型去除机制，通过化学冲击反应实现材料的去除，且不会对表面完整性造成损害。
文章分析了液压参数、加工参数和磨料参数对AJM过程的影响。液压参数（如喷嘴压力和射流速度）直接影响颗粒的动能和材料去除率。加工参数（如进给速度和喷嘴与工件的距离）则影响加工特征的几何形状和表面粗糙度。磨料参数（如颗粒大小和硬度）对材料去除率和表面质量有显著影响。
喷嘴磨损是AJM技术中的一个重要问题。文章详细讨论了喷嘴磨损的机制，并分析了喷嘴材料、几何形状、磨料特性和工艺参数对喷嘴磨损的影响。通过优化喷嘴材料和几何形状，可以有效延长喷嘴的使用寿命。
本文通过对AJM技术的全面综述，填补了以往文献中的空白，提供了该技术的最新进展和未来发展方向。文章不仅总结了AJM的技术优势和挑战，还详细探讨了材料去除机制、工艺参数的影响以及喷嘴磨损问题，为研究人员和工程师提供了宝贵的参考。此外，文章还展望了AJM在微加工和表面纹理化领域的应用前景，特别是在摩擦学领域的潜在应用。
文章最后总结了AJM技术的现状，并指出了未来的研究方向。随着技术的不断进步，AJM在微加工和表面纹理化领域的应用前景广阔，特别是在摩擦学和生物医学领域。未来的研究应进一步优化工艺参数，减少喷嘴磨损，并探索新的材料去除机制，以提高AJM的加工效率和精度。
本文为AJM技术的研究和应用提供了全面的综述和深入的分析，具有重要的学术和工程应用价值。