增材製造技術是製造技（jì）術原理（lǐ）的（de）一次革命性突破，它（tā）形成了最能（néng）代表信息化時代特征的製造技術，即以信息（xī）技術為支撐，以柔性（xìng）化分布式的產品製造方式最大限（xiàn）度地（dì）滿足個性化（huà）需求（qiú）。增材製造技術的基（jī）本原理是先將（jiāng）零件三維圖形離散劃分成一係（xì）列薄片（切片過程），再利用2D製造工藝依次製作這些（xiē）薄片（piàn）,並逐層疊加（生長）獲（huò）得最終的3D 零件,增材製造技術又被形象地稱為“ 3D打印”。增材製造技術在發展初期主（zhǔ）要應用於概念驗證、模具製造、以及用於組裝（zhuāng）和功能測試的樣件快速成型等方麵。

 

近十（shí）年來，由於該項技術不斷（duàn）取得突破，增材製造技術逐漸被應用於實際產品的加工。金（jīn）屬零部件最（zuì）終產品的增材製造技術發展尤（yóu）其迅速，在結構複雜（zá）、材料昂貴的產品生產（chǎn），以及小批量（liàng）定製生產方麵，成本、效率和質量優勢更加突出（chū）。美歐等發達國（guó）家（jiā）非常重（chóng）視（shì）增材製造技術的發展，投入巨資加以研（yán）究（jiū），而金屬零部件增材製造技術一直是研（yán）究和應用的熱點。

 

通常，根據填充材料方式（shì）的不同，金屬增材製（zhì）造可以分為（wéi）預鋪粉（fěn）和同步送粉或送絲兩種，結（jié）合激光（guāng）、電子束兩種高能束能量源，預（yù）鋪粉（fěn）的增材製造技術（shù）具體可分為激光選（xuǎn）區熔化增材製造（SLM）技術以及選（xuǎn）區電子束熔（róng）化增材（cái）製造（EBM）技術，同步送粉或（huò）送絲增材製造技術主要可分為激（jī）光（guāng）熔化沉積（LMD）技（jì）術以及電子（zǐ）束熔絲沉積（EBFF）技術兩種。

 

目前基於FDM原理打印的材料隻（zhī）局限於熱塑性（尼龍、PLA和ABS等）材（cái）料，打印溫度一般控製在200-300℃左右，對於（yú）不鏽鋼、鈦合金等高（gāo）溫合金材料，一般（bān）用（yòng）激光燒結合金粉末的（de）方式或者以電子束、微弧焊、焊接三維成型等方（fāng）式（shì）實現，而激光燒結技（jì）術製造的金屬件存在（zài）組織疏鬆，強度達不（bú）到（dào）實（shí）際使用要求，且（qiě）設備複雜昂貴等缺點。而電（diàn）子束、微弧焊、焊接三維成型等方式（shì）沒有噴頭約（yuē）束金屬液滴，成型精度很難保證。

 

中科院寧（níng）波材料所增（zēng）材製造技術與裝備（bèi）團隊專注於提供（gòng）一種（zhǒng）低成（chéng）本、結構簡（jiǎn）單、精度高、打（dǎ）印效率高（gāo）、適合任何一種高溫金屬的熔融（róng）沉積成型的3D打印裝備。

 

主要集中解決3個主要問題，一是采（cǎi）用超高頻電磁感應的加熱方式，（非接觸式，具有可靠性高、無汙染、效率高以及加熱溫度容易控製等優點），通過自動（dòng）調節感應線圈功率，可（kě）以熔化不（bú）同（tóng）種類的合金，熔化溫度最高可達3000℃以上，即使是航（háng）空航天領域的鎢合金和鉬合金也能被瞬（shùn）間熔化。

 

其次采用主動冷卻（què）技術，可以有（yǒu）效（xiào）的（de）緩解熔液回流、送絲不暢、噴頭堵料（liào）等現象。最後通（tōng）過設計（jì）加工特殊的噴頭（tóu）材質（zhì），使打（dǎ）印金屬精度大幅提升。

 

與現有技術相比，中科院寧波材料所增材製造技（jì）術與裝備團隊的優勢在於：

 

1、用熔（róng）融沉積成型原理實現低溫和高溫（wēn）合金的打印，從鋁合金到高溫合金，幾乎適用於所有金屬材料打印，可以大幅降低打印成本，真正實現民用化。

 

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

 

3、感應線圈可以對打印物體局部預熱和（hé）保溫，有利用層與（yǔ）層之間（jiān）的結合強度。

 

中科院寧（níng）波材料所增材製造技術與裝備團隊的研究工作初步已經證明低（dī）成本金屬熔融沉積成（chéng）型的可行性，未來，中科院寧波材（cái）料（liào）所增材製（zhì）造技（jì）術與裝備團（tuán）隊繼續在低溫合金及高溫合金方麵進（jìn）行深入研究，力爭在如何增強層與層的結合力、改善組織結構、提高打印精度等方麵取（qǔ）得突破，實現（xiàn）鋁、銅、鈦、鎢合金零部件（jiàn）的（de）打印，廣泛應（yīng）用於醫（yī）療、模具、汽車、航空航天（tiān）等行業。