增材製造技術是製造技術原理的一次革命（mìng）性突破，它形成了最能代（dài）表（biǎo）信息化時代特征的製造技術，即（jí）以信息技術為支撐，以（yǐ）柔性化分布式的產品（pǐn）製造方式最（zuì）大限度（dù）地滿足（zú）個性化需求。增材（cái）製造技術的基本原理是先將（jiāng）零件三（sān）維圖形離散劃分成（chéng）一係列薄片（切片過程），再利用2D製造工藝依次製作這些薄片,並逐層疊加（jiā）（生長）獲得最終的3D 零件,增材製（zhì）造技術又被形象地稱為“ 3D打印（yìn）”。增材製造技術在發展（zhǎn）初期主要應用於概念驗證（zhèng）、模具製造、以及用於組裝和功能（néng）測試的樣件快速成型等方麵。

 

近十年來，由於該項技術不斷取得突破，增材製造技術逐漸被應（yīng）用於實際產品的加（jiā）工。金屬（shǔ）零部件最終產品的增材製造技術發展尤其迅速（sù），在結構複雜、材料昂貴的產品（pǐn）生產，以及小批量定製生產方麵，成本（běn）、效率和質量優勢更加突出。美歐等發達國家非常重視增材製造技（jì）術的發展（zhǎn），投（tóu）入巨資加以研究，而金屬零（líng）部（bù）件增（zēng）材製造技術一直是研究和應用的熱點。

 

通常，根據填充材料方式的（de）不同，金屬增材製造可以分（fèn）為預鋪粉（fěn）和同步送粉或送（sòng）絲兩種，結合激光、電子束兩種高能束能量源，預鋪粉的增材製造技（jì）術具體（tǐ）可分為激光選區熔化增材製造（SLM）技術以及選區電子（zǐ）束熔化增材製（zhì）造（EBM）技術，同步送粉或送絲增材製造技術主要可分為（wéi）激光熔化沉積（LMD）技術以及（jí）電（diàn）子束熔絲沉積（EBFF）技術兩種。

 

目前基於FDM原理（lǐ）打（dǎ）印的材料隻局限（xiàn）於（yú）熱塑性（尼龍、PLA和ABS等）材料（liào），打印溫（wēn）度一般控（kòng）製在200-300℃左右，對於不鏽（xiù）鋼、鈦合金等（děng）高溫（wēn）合金材料，一般用激光燒結（jié）合（hé）金粉末的方式或（huò）者以電子束、微（wēi）弧焊（hàn）、焊接三維成型等方（fāng）式實現，而激光燒結技（jì）術製造（zào）的金（jīn）屬件存在（zài）組織疏鬆，強度達不到實際（jì）使用要求，且設備複雜昂（áng）貴（guì）等缺點（diǎn）。而電子束、微弧焊、焊接三維成型等方式沒有噴（pēn）頭（tóu）約束金屬液滴，成型精度很難保證。

 

中科院寧波材料所增材製造技術與裝備團隊專注於提（tí）供一種低成本、結構簡單（dān）、精度高、打印效率高、適合任何一種高溫金屬的熔（róng）融（róng）沉積成型的3D打印裝備。

 

主要集（jí）中解決3個主要問題，一是采用超高頻電磁感應的加熱方式，（非（fēi）接觸式，具有可靠性（xìng）高、無汙染、效率高以（yǐ）及加熱溫度容易控製等優點），通過自動調節（jiē）感應線圈功（gōng）率，可以（yǐ）熔化不同種類的合金（jīn），熔化溫度（dù）最高可達3000℃以上，即使是航空航天領域的鎢合金和鉬合金也能（néng）被瞬間熔化。

 

其（qí）次采用主動冷卻技術，可以有效的緩解熔液回流（liú）、送絲不暢、噴頭堵料等現象。最後通過設計加工特殊的噴頭材質，使打印金屬精度大幅（fú）提（tí）升。

 

與現有技術相比，中科院寧波材料所（suǒ）增材製造技術與裝備團隊的（de）優勢在於：

 

1、用熔融沉積（jī）成型（xíng）原理實現低溫和（hé）高溫（wēn）合金的（de）打印，從（cóng）鋁合金到高溫合金，幾乎適用於所有金屬材料打（dǎ）印，可（kě）以大幅降（jiàng）低打印成本，真正實（shí）現民用化。

 

2、采用特殊材質的噴嘴可以（yǐ）大幅提高打印精度，打印精度可以根據噴嘴直徑調節，打印精度（dù）明顯優（yōu）於弧焊和電子束。

 

3、感應線圈可以對打印物體（tǐ）局部預熱和保（bǎo）溫，有利用層與層之間的結（jié）合強度（dù）。

 

中科院寧波材料所增材製造技術與裝備團隊的研（yán）究工作初步已經證明低成本金屬熔融沉積成（chéng）型的（de）可行性，未來，中科院寧波材料所增材製造技術與裝備團隊繼續在低溫合金及高（gāo）溫合金方麵進行深入研究，力爭在如何增強層（céng）與層的結合力、改善組織結構、提高打印精（jīng）度等方麵取得突破，實（shí）現鋁、銅、鈦（tài）、鎢合金零（líng）部件（jiàn）的（de）打印，廣泛應（yīng）用於醫療、模具、汽車、航空（kōng）航天（tiān）等行業。