增材制造：航空技術自主創新的加速器

　　廣義與狹義增材制造技術內涵示意圖

　　技術群

　　增材制造技術是指基于離散-堆積原理，由零件三維數據驅動直接制造零件的科學技術體系。基于不同的分類原則和理解方式，增材制造技術還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂，其內涵仍在不斷深化，外延也不斷擴展，這里所說的“增材制造”與“快速成形”、“快速制造”意義相同。關橋院士提出了“廣義”和“狹義”增材制造的概念（如圖1所示），“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術結合、分層累加材料的技術體系；而“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的大范疇技術群。如果按照加工材料的類型和方式分類，又可以分為金屬成形、非金屬成形、生物材料成形等（如圖2所示）。以激光束、電子束、等離子或離子束為熱源，加熱材料使之結合、直接制造零件的方法，稱為高能束流快速制造，是增材制造領域的重要分支，在工業領域最為常見。在航空航天工業的增材制造技術領域，金屬、非金屬或金屬基復合材料的高能束流快速制造是當前發展最快的研究方向。

　　經過20多年的發展，增材制造經歷了從萌芽到產業化、從原型展示到零件直接制造的過程，發展十分迅猛。美國專門從事增材制造技術咨詢服務的Wohlers協會在2012年度報告中，對各行業的應用情況進行了分析。在過去的幾年中，航空零件制造和醫學應用是增長最快的應用領域。2012年產能規模將增長25%至21.4億美元，2019年將達到60億美元。增材制造技術正處于發展期，具有旺盛的生命力，還在不斷發展；隨著技術發展，應用領域也將越來越廣泛。