我國(guó)金屬3D打印技術(shù)發(fā)展歷史!

金屬3D打印興起于歐美國(guó)家,，我國(guó)自20世紀(jì)90年代中期開(kāi)展金屬3D打印技術(shù)研究，研究的重點(diǎn)以能量沉積法（DED）和粉末床熔融法（PBF）為主,。對(duì)于其他技術(shù)的研究相對(duì)較少。由于同期國(guó)外金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸步入快速制造階段，我國(guó)金屬3D打印技術(shù)的研究基本沒(méi)有經(jīng)歷快速成形階段和直接成形高性能復(fù)雜金屬零件,。

在我國(guó)最早進(jìn)行DED技術(shù)研究的單位是西北工業(yè)大學(xué)、北京航天大學(xué)等,。1997年,，西北工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了“金屬粉材激光立體成形的熔凝組織與性能研究”。是我國(guó)第一個(gè)正式立項(xiàng)科研項(xiàng)目,。2006年西北工業(yè)大學(xué)銷(xiāo)售了我國(guó)第一臺(tái)DED-L商業(yè)化裝備,。同年，北京航空制造研究所開(kāi)展DED-E技術(shù)的研究工作,，開(kāi)發(fā)了我國(guó)首臺(tái)DED-E成形裝備,。在此后的十余年內(nèi)，我國(guó)DED裝備和技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,。2012年,，北京航空航天大學(xué)DED-L方面的研究成果獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

金屬3D打印的兩大重要因素---設(shè)備,、金屬材料

我國(guó)PBF技術(shù)的研究始于21世紀(jì)初,。2004年，華中科技大學(xué)和華南理工大學(xué)幾乎同時(shí)開(kāi)始SLM成形技術(shù)與裝備的研發(fā)工作,。到2009年左右,，兩家單位均已自主研制成功了專業(yè)化的SLM裝備。除SLM技術(shù)外,，清華大學(xué)于2004年申請(qǐng)了SEBM技術(shù)方面的首個(gè)中國(guó)專利,，并研制成功了SEBM試驗(yàn)裝備,。2006年，西北有色金屬研究院委托清華大學(xué)試制了SEBM型實(shí)驗(yàn)裝置,，開(kāi)展鈦合金SEBM成形技術(shù)研究,。2015年，西北有色金屬研究院控股的公司研制成功了我國(guó)第一臺(tái)商業(yè)化SEBM成形裝備,，并于2017年聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)單位制定了我國(guó)金屬3D打印領(lǐng)域的第一個(gè)材料標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 34508-2017,，粉床電子束增材制造TC4合金材料)。

裝備是金屬3D打印的關(guān)鍵要素,。在過(guò)去的30多年,，我國(guó)的金屬3D打印技術(shù)特別是裝備技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。2017年總裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到5700多臺(tái),。目前DED裝備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)金屬零件毛坯的直接制造,；PBF裝備的成形效率雖然低1--2個(gè)數(shù)量級(jí)，最大成形尺寸小于1m,，但成形件的復(fù)雜性不受限制,。

材料是金屬3D打印的另一關(guān)鍵要素。目前,，國(guó)內(nèi)外3D打印金屬材料的研究 主要是針對(duì)航空航天材料,，如高性能鈦合金、高溫合金,、超高強(qiáng)度鋼以及鋁合金,。隨著3D打印技術(shù)向生物醫(yī)療、動(dòng)力,、能源等領(lǐng)域的推廣,，鈷合金、銅合金,、難熔合金,、金屬間化合物、復(fù)合材料,、梯度材料,、非晶合金的3D打印也逐漸受到了重視。相對(duì)來(lái)說(shuō),，目前最成熟的合金材料主要有Ti-6AL-4V合金,、Inconel718合金、Inconel625,、316L不銹鋼和Co-28Cr-6Mo合金,，且已經(jīng)制定了相關(guān)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

近年來(lái),，雖然金屬3D打印創(chuàng)造出了很多成就,，但是材料的影響很大程度上限制了金屬3D打印技術(shù),，根據(jù)研究表示，目前5000多種金屬合金中,，只有十幾種材料可以3D打印成形，原料種類(lèi)少,、成本高,、材料工藝和質(zhì)量控制技術(shù)不成熟、專用合金開(kāi)發(fā)較滯后,、成形制件檢測(cè)技術(shù)缺乏,，都限制了金屬3D打印技術(shù)。