本文摘要：增材生产技术是生产技术原理的一次革命性突破，它构成了最能代表信息化时代特征的生产技术，即以信息技术为承托，以柔性化分布式的产品生产方式最大限度地符合个性化市场需求。增材生产技术的基本原理是再行将零件三维图形线性区分成一系列薄片（切片过程），再行利用2D生产工艺依序制作这些薄片，并逐级变换（生长）取得最后的3D零件，增材生产技术又被形象地称作“3D打印机”。 增材生产技术在发展初期主要应用于概念检验、模具生产、以及用作装配和功能测试的样件较慢成型等方面。

增材生产技术是生产技术原理的一次革命性突破，它构成了最能代表信息化时代特征的生产技术，即以信息技术为承托，以柔性化分布式的产品生产方式最大限度地符合个性化市场需求。增材生产技术的基本原理是再行将零件三维图形线性区分成一系列薄片（切片过程），再行利用2D生产工艺依序制作这些薄片，并逐级变换（生长）取得最后的3D零件，增材生产技术又被形象地称作“3D打印机”。

增材生产技术在发展初期主要应用于概念检验、模具生产、以及用作装配和功能测试的样件较慢成型等方面。近十年来，由于该项技术大大获得突破，增材生产技术渐渐被应用于实际产品的加工。金属零部件最后产品的增材生产技术发展特别是在很快，在结构复杂、材料便宜的产品生产，以及小批量自定义生产方面，成本、效率和质量优势更为引人注目。

美欧等发达国家非常重视增材生产技术的发展，投放巨资加以研究，而金属零部件增材生产技术仍然是研究和应用于的热点。一般来说，根据填满材料方式的有所不同，金属增材生产可以分成预铺粉和实时送来粉或送丝两种，融合激光、电子束两种高能束能量源，预铺粉的增材生产技术明确可分成激光选区熔融增材生产（SLM）技术以及选区电子束熔融增材生产（EBM）技术，实时送来粉或送丝增材生产技术主要可分成激光熔融沉积（LMD）技术以及电子束熔丝沉积（EBFF）技术两种。目前基于FDM原理打印机的材料只局限于热塑性（尼龙、PLA和ABS等）材料，打印机温度一般掌控在200－300℃左右，对于不锈钢、钛合金等高温合金材料，一般用激光工件合金粉末的方式或者以电子束、微弧焊、焊三维成型等方式构建，而激光工件技术生产的金属件不存在的组织质地，强度约将近实际用于拒绝，且设备简单便宜等缺点。

而电子束、微弧焊、焊三维成型等方式没喷嘴约束金属液滴，成型精度很难确保。中科院宁波材料所增材生产技术与装备团队专心于获取一种低成本、结构非常简单、精度高、打印机效率高、合适任何一种高温金属的熔融沉积成型的3D打印机装备。

主要集中于解决问题3个主要问题，一是使用超高频电磁感应的冷却方式，（非接触式，具备可靠性低、无污染、效率高以及冷却温度更容易掌控等优点），通过自动调节感应器线圈功率，可以熔融有所不同种类的合金，熔融温度最低平均3000℃以上，即使是航空航天领域的钨合金和钼合金也能被瞬间熔融。其次使用主动加热技术，可以有效地的减轻熔液转往、送来丝通畅、喷嘴堵料等现象。最后通过设计加工类似的喷嘴材质，使打印机金属精度大幅度提高。与现有技术比起，中科院宁波材料所增材生产技术与装备团队的优势在于：1、用熔融沉积成型原理构建低温和高温合金的打印机，从铝合金到高温合金，完全限于于所有金属材料打印机，可以大幅度减少打印机成本，确实构建民用化。

2、使用类似材质的燃烧室可以大幅提高打印机精度，打印机精度可以根据燃烧室直径调节，打印机精度显著高于弧焊和电子束。3、感应器线圈可以对打印机物体局部加压和保温，有利用层与层之间的融合强度。

中科院宁波材料所增材生产技术与装备团队的研究工作可行性早已证明低成本金属熔融沉积成型的可行性，未来，中科院宁波材料所增材生产技术与装备团队之后在低温合金及高温合金方面展开深入研究，力争在如何强化层与层的结合力、提高的组织结构、提升打印机精度等方面获得突破，构建铝、铜、钛、钨合金零部件的打印机，普遍应用于医疗、模具、汽车、航空航天等行业。

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