增材製造技術是製（zhì）造技術原理的一次革命性突破，它形（xíng）成了最能（néng）代表信息化時代特征（zhēng）的製造技術，即以信（xìn）息技術為支撐，以柔性化分（fèn）布式的產品製造方式最（zuì）大限度地滿足個性化需求。增材製造技術（shù）的（de）基本原理是先將零件三維圖形離散劃分成一係（xì）列薄片（切片（piàn）過程），再利用2D製造工藝依次製作這些薄片,並逐層疊（dié）加（生長）獲得最終的3D 零件,增（zēng）材製造技術又被形象地稱為（wéi）“ 3D打印”。增材製造技術在發展初期主要應用（yòng）於概念驗（yàn）證、模具製造、以及用於組裝和（hé）功能測試的樣件快速成型等方麵。

 

近十年來（lái），由於該項（xiàng）技術不斷取得突破，增材製造技術逐漸被應用於實際（jì）產（chǎn）品的加工。金屬零部件最終產（chǎn）品的增材（cái）製造技術發展尤其迅速，在結構複雜（zá）、材料昂貴的產品生（shēng）產，以及小批量定製生產方麵，成本、效率（lǜ）和質量優勢更加（jiā）突出。美歐（ōu）等發達（dá）國家非（fēi）常重視增材製（zhì）造技術的發展，投入巨資加以研究，而金屬（shǔ）零部件增材製造技術一直是（shì）研（yán）究和應（yīng）用的熱點。

 

通常，根（gēn）據（jù）填充材料方式的不同（tóng），金屬增材（cái）製造（zào）可以分為預鋪粉和同步送粉或送絲兩種，結合激光、電子束兩種高能（néng）束能量源（yuán），預鋪粉的增材製（zhì）造技術具體可分為激光選區熔化增材製造（SLM）技術以及選（xuǎn）區電子束熔化增材製造（EBM）技術，同步送粉或送絲增材製造技術主要（yào）可分為激光熔化沉積（LMD）技（jì）術以及（jí）電（diàn）子束熔絲沉積（EBFF）技術兩種。

 

目前基於FDM原理打印的材料隻局限（xiàn）於熱塑性（尼龍、PLA和ABS等）材料，打印溫度一般控製在200-300℃左右，對於不鏽鋼、鈦合金等高溫合金材料，一般用激光燒結合金粉（fěn）末的方式或者以電子（zǐ）束、微弧焊、焊接三維成型等方式實現（xiàn），而激光燒結技術製造的金屬件（jiàn）存在組織疏鬆，強度達不到實際使用要求，且設備複雜（zá）昂貴等（děng）缺點（diǎn）。而電子束、微弧焊、焊接三維（wéi）成型等方式沒（méi）有噴頭約束金屬（shǔ）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供一種低成本、結構簡單、精度高、打印效（xiào）率高、適合任（rèn）何一種高溫金屬的熔融沉積成型的3D打印裝（zhuāng）備。

 

主要集中解決3個主（zhǔ）要問題，一是采用超高頻電（diàn）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（děng）優點），通過自動調節感應線圈功率，可以熔化不（bú）同種類的合金（jīn），熔化溫度最高可達3000℃以上，即使是航空航天領域的（de）鎢合（hé）金和鉬合金也能被瞬間熔化。

 

其（qí）次采（cǎi）用主動冷卻技術，可以有效的緩解熔液回流、送絲不暢、噴頭堵料等（děng）現象。最後（hòu）通過設（shè）計加工特殊（shū）的噴頭材質，使打（dǎ）印金屬精度大幅提升。

 

與現有技術相比，中科院寧波（bō）材料所增材製造技術與裝（zhuāng）備團隊的優勢在於：

 

1、用熔融沉積成型原理實現低溫和高（gāo）溫合金的打印，從鋁合金到高溫合金，幾（jǐ）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（yòng）特（tè）殊材（cái）質的噴嘴可以大幅提高打印精度，打（dǎ）印精度可以根（gēn）據噴嘴直（zhí）徑調節，打印精度明顯優於弧焊和電子束。

 

3、感應（yīng）線圈可以對打印物體局部預熱和保（bǎo）溫，有利用層（céng）與層之（zhī）間的結合強度。

 

中科院寧波材料（liào）所增材（cái）製造（zào）技術與裝備團隊（duì）的研究工作初步已經證（zhèng）明低成本金屬熔融沉積（jī）成型的可行性，未（wèi）來，中科院寧波材料所增材製（zhì）造技術（shù）與（yǔ）裝（zhuāng）備團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（rú）何增強層與層的結合力、改善組織（zhī）結（jié）構、提高打印精度等方麵取得突（tū）破，實現鋁、銅、鈦、鎢合金零（líng）部（bù）件的打印，廣泛應（yīng）用於醫（yī）療、模具、汽車（chē）、航空航天等行業。