金属增材制造技术研究热点分析

丰洪微，范哲超

（内蒙古机电职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010070）

1 材料和方法

为获得领域高代表性文献，2019年9月17日，在CNKI数据库中，选择“期刊检索”方式，以“SU=(增材制造+激光增材制造)”为检索式，即以“增材制造”、“激光增材制造”为主题检索词进行模糊检索，期刊来源选择“SCI来源期刊”、“EI来源期刊”和“核心期刊”，检索年限不作限制[1]。为方便工具识别，以“Refworks”格式导出符合标准的文献，通过对初步检索出的文献进行统计归纳，纳入文献类型期刊(CNKI)的文献摘要，剔除掉重复文献。最后筛选出数据库有效文献737篇。

CiteSpace是美国德雷赛尔大学（大连理工大学）陈超美教授研发的信息可视化软件，可针对多元化文献特征（关键词、作者、被引文献、期刊等）逐一分析，并以动态知识图谱的可视化形式展现出来[2]。CiteSpace构建出的关键词聚类图谱、时区分布图谱、作者合著网络以及同被引网络，能够有效揭示研究领域的整体状态，前沿热点以及随着时间发展主题的演变态势。本研究使用的CiteSpace版本是CiteSpace5.5。

Ucinet是一种社会网络分析软件，能够以可视化网络的形式展示网络中各个节点之间的复杂关系。Ucinet在界面上集成了Netdraw、Pajek等软件功能，可以度量多种网络指标，并将其以网络形式直观表示。本研究用Ucinet6.0将关键词共现矩阵转换为关键词共现网络，进行可视化描绘和中心性分析[3]。

2 结果与分析

2.1 关键词分析

统计各关键词的词频后，考虑低频次关键词的低影响力和高干扰性，拟选取高频关键词阈值对关键词进行筛选。观察关键词累积频次的分布规律（见图1），图的横坐标为关键词频次，纵坐标为关键词累积频率。国内研究关键词在词频为5时曲线发生突变，关键词累积频率达到97.59%，因此将出现频次≥5定义为高频关键词，共得到63个高频关键词（如表1所示）。高频关键词频次总和为1232，占所有关键词频次总和的33.87%，反应出选取的高频关键词具有代表性。

图1 关键词累积频率曲线

表1 增材制造研究高频关键词

2.2 共现网络分析

为进一步描述高频关键词间的亲疏关系，构建高频关键词共现矩阵，矩阵中的元素为对应行列关键词在文献集中的共现次数。

以此共现矩阵为邻接矩阵，导入Ucinet6.0中构造国内外高频关键词共现网络（如图2所示），网络中节点的大小与点度中心性成正比，连接与共现频次成正比。国内共词网络包括63个关键词节点，276对关系，网络密度为0.14，网络的拓扑结构较为松散。

表2为增材制造研究关键词共现网络中心性排名前10的节点列表。不难发现，点度中心度和中介中心度高的节点交叉重复，如“增材制造”、“激光技术”、“3d打印”、“显微组织”、“激光选区熔化”、“钛合金”等核心概念频繁出现，并在网络中起着中介桥接作用，对其他关键词节点具有强控制力。接近中心度则反映了某一节点与其他节点的接近程度，当该节点越是接近其他节点，则在传播信息的过程中越是独立。“电弧增材制造”、“金属增材制造”、“熔融沉积”、“纳米颗粒”、“拓扑优化”和“智能制造”等关键词节点接近中心度高，表明此节点与网络其他成员“距离”短，可达性高，应用场景多。结合共现网络，不难发现，增材制造应用渠道更加多元化，吸纳了3d打印、数值模拟、钛合金等多项技术方法。

图2 金属增材制造高频关键词共现网络

表2 高频关键词中心度top10节点

3 结论

本文基于Citespace和Ucinet采用词频统计、共现分析、网络分析等多种文献计量学方法，对CNKI数据库中收录的金属增材制造类核心期刊从关键词角度进行了整体描绘。

通过生成关键词共现网络对关键词节点的中心性进行排名，刻画核心概念的分布，探测重点关注主题，揭示本领域演进脉络与动态变化趋势。