主题：【原创】3D printing讨论的很火么，我再多说几句 -- puma2011

　　激光快速成形技术代表未来高端机械零件的加工趋势。激光成形技术是20 世纪90 年代中期发展起来的一项先进实体成形技术，综合利用激光、计算机、冶金和新材料等学科的高新技术。

　　该技术以“离散+堆积”的成形思想为基础，用激光束将光敏聚合材料逐层固化，精确堆积成样件，不需要模具和刀具即可快速精确地制造形状复杂的零件，能实现高性能复杂结构、致密金属零件的无模、快速、直接近净成形，在航天、航空、核电、冶金领域具有广阔的应用前景。

　　该技术的原理：构建零件的三维模型，将模型按一定厚度进行“切片”处理，即将零件的3D 数据信息离散成一系列2D 轮廓信息；再用激光熔覆的方法将粉材按照2D 轮廓信息逐层堆积，获得3D 实体；最后进行后续处理（少量机加、热处理等）。与传统制造技术比，该技术有以下特点：

　　1) 高性能钛合金材料制备与大型零件“近净成形”一步完成。

　　2) 高品质。零件具有细小、均匀、稳定的快速凝固组织，综合力学性能优异（达到和超过锻件）并可反复“无热损伤”激光修复。

　　3) 高柔性：无需大型锻造工业装备、大型锻造模具及大规格锻坯制备，无需大规格原材料，通过软件程序驱动实现柔性加工。并具有对产品及结构设计变化的“快速响应”能力。

　　4) 低成本、制造周期短。零件材料利用率高（可比锻件提高5 倍以上）、机械加工余量小、数控加工时间短（可减少80%以上）、制造周期短（缩短2/3 以上）。综合成本低于传统制造技术（可降低1/2 以上）。

　　5) 精密性。产品复杂程度（形状和尺寸）受限制小，适用于成形大型/空腔（心）/薄壁类结构零件，能够实现产品近净成形。

　　6) 良好的匹配性。根据实际使用需要能够实现不同合金制造或“变成分”零件制造，满足不同部位的服役条件与性能要求。

　　对于大型整体构件，采用该技术可以避免传统制造技术对设备及大规格原材料的苛刻要求，对于复杂腔体结构，采用该技术解决了常规成形工艺很难或无法实现的加工困难。同时解决了传统制造技术存在的材料利用率低、变形抗力大、加工周期长、制造成本高等问题。

　　由于大型整体钛合金结构件激光快速成形过程的物理、化学和材料冶金过程极其复杂，迄今为止，国外只有美国原AeroMet 公司、国内只有以北京航空航天大学研究团队（简称“北航团队”）实现了激光快速成形飞机钛合金次承力结构件在飞机上的工程应用。除“北航团队”外，国内外尚未在大型整体钛合金飞机主承力结构件激光快速成形关键工艺及关键技术上取得实质性进展。

　　国外有关激光成形技术研究主要在美国，包括美国Los Alamos 国家实验室、Sandia 国家实验室、AeroMet 公司和GE 公司等。其中AeroMet 公司致力于飞机钛构件激光成形技术开发及工程化应用，该公司采用该技术生产了多个飞机的次承力钛合金构件，综合性能与锻件相当，已在先进的军民用飞机上装机应用。AeroMet 公司成立于1998 年，与波音、诺克希德.马丁及诺斯罗普.格鲁曼等美国三大军用飞机制造商合作致力于激光快速成形钛合金结构件在飞机机身及机翼上的应用，至2002 年，其激光快速成形钛合金构件的静强度及疲劳强度达到飞机设计要求，并已开始为波音公司小批量试制发动机舱推力拉梁、机翼转动折叠插头等钛合金次承力结构件。

　　我国自“十五”开始就把激光快速成形技术作为重点项目予以支持。目前国内开展钛合金激光快速成形技术研究的有北京航空航天大学、西北工业大学、北京有色金属研究总院等几家单位。但迄今为止，只有“北航团队”在飞机大型整体钛合金主承力结构件激光快速成形及装机应用关键技术研究方面取得了突破。

　　目前钛合金锻铸件应用广泛，但受设备、工艺技术和刀具等限制，生产的锻铸件及零件经常出现缺肉（锻造、铸造）、裂纹（锻造、铸造、热处理）、尺寸超差（锻造、铸造、误加工）等问题，严重影响了型号研制进度。