金属材料在材料应用领域具有十分重要的地位。加快发现和优化更高性能的合金配方,在工业、制造业、航天航空等领域具有非常重要的意义。然而,长期以来新材料的研发都是以基于经验或者按属性连续进行的方式,通过逐步实验获取数据,并从中确认研究模式。因此实验通量很大程度上决定了这种材料研发方式的速度。样品数量有限、研发效率低、研发周期长,已经难以适应当前世界各国材料快速发展的需求。随着金属增材制造技术逐渐成熟,基于该技术设计新型高通量金属制备设备成为可能。本文将增材制造技术的一体化制造、快速成型以及材料高利用率的特点与传统实验方法相结合,形成高通量块体合金材料制备系统。该系统主要关键技术如下:1.粉末精确定量递送技术;2.粉末混合和均化技术;3.金属粉末原位熔融固化技术;4.功能模块集成及智能控制技术。结构上本文首先对所设计的高通量块体合金材料制备系统各个功能模块和所运用到的技术要点进行了阐述。之后,主要对所研究的三个方面,多相流粉末混合模型,激光微区加热模型,运动功能模块设计进行详细分析。首先本文对于粉末混合均化技术,文章比较了多种离散元仿真方法,最后运用多相流闭包颗粒仿真方法(Multiphase Particle-in-Cell,MP-PIC)仿真方法模拟了粉末在混合腔体中的流动形态和特性。通过观察粉末流动,分析了粉末混合的运动机理,并根据结果设计了一种新型粉末快速混合装置,使其粉末混合效率得到大幅提升。对于粉末精确定量技术文章比较了在增材制造上运用较多的吸入式送粉器和其他在医学上应用的毛细管定量系统、振摇器式粉末定量系统、真空滚筒定量系统等,对各个装置的优缺点进行了比较。在金属粉末原位熔融固化技术方面,文章分析了应用激光净成型技术制备合金的优缺点,设计了基于APDL(ANSYS Parametric Design Language)的金属熔覆仿真程序,并对仿真结果中的温度场分布、热通量分布、温度变化曲线进行详尽的分析。功能模块设计方面,文章编写了基于MCX314和DSP2812的运动控制芯片的程序,消息描述了硬件中主要应用的各个模块和所用到的专用芯片参数。绘制MCX314基本硬件电路,并对主要程序进行了调试。高通量块体合金材料制备系统是一种复杂高效的合金研发制备设备,该设备的研发成功将对国内金属材料研发产生重要的影响。