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鋁合金增材打造是增材打造能力最終要的同一個層次結構。是以鋁合金粉末狀原裝修材料/絲材為主料，以大能束（激光束/電子設備束/焊弧/等亞鐵離子束等）為電腦數控刀具上的，以計算機程序三維立體CAD數據源沙盤模型為條件，應用離散－堆放，的原里，在免費軟件與電腦數控模式的保持下將裝修材料溶化逐級堆放，，來打造高的性能鋁合金結構的多功能打造能力。

金屬增材制造技術工作原理

鋁合金增材制作業技藝類目

1、激光(guang)器選區融化技術設備SLM

激光選區熔化技術（Selective Laser Melting，SLM）是由粉床選區激光燒結技術（SLS）發展而來，以金屬粉末為加工原料，采用高能密度激光束將鋪灑在金屬基板上的粉末逐層熔覆堆積，從而形成金屬零件的制造技術。

2、電子束選區熔化技術EBSM

光學器件器材束選區鋁熱反應工藝（Electron Beam Selective Melting，EBSM）的作用與SLM類式，只當然EBSM是在正空環保中，以光學器件器材束當做打印輸出供熱系統。相比較激光機器，光學器件器材束更加容易拿到，可不能否相對應的削減一部分加工制作費用，另外正空的作業環保也可不能否很好切實保障鈦五金和鋁五金先內的眾多活躍五金在供暖的時候中不會被陽極氧化。

3、激光立體成形技術LSF

機光行業機器三維立體壓延機頭技木（(Laser Solid Forming，LSF）是順利用最快機頭技木和機光行業機器熔覆技木充分構建，靈活運用一般量機光行業機器束將與光線同軸噴出式或側向噴出式的金屬質質粉未間接鋁熱反應為固體，順利用運行掌握，將鋁熱反應后的固體金屬質質都按照網上預訂的點跡堆積物溶化壓延機頭，收獲從規格和樣子上愈來愈將近于以后加工零件的“近形”產品。

4、電子束熔絲沉積技術EBFF

微網絡束熔絲巖漿巖技術(ElectronBeamFreeformFabrication，EBFF)，是微網絡束氬弧焊技術(EBM)和盡快熱擠壓思維通過的物品。在機械泵自然環境中，高能量場強度的微網絡束轟擊五金材料表層，在前一巖漿巖層或材料上組成熔池，五金材料絲材受微網絡束供暖化開組成熔滴。隨著時間推移崗位臺的中移動，使熔滴正沿需要的文件目錄逐滴巖漿巖進到熔池，熔滴之間密切協作相互連接，然后組成新的巖漿巖層，逐層堆積作用，早以制作業出五金材料所需要的零部件或毛壞。

5、電孤增材制造技術WAAM

脈沖增材生產技術設備（Wire ArcAdditive Manufacture，WAAM）是以鋁熱反應極惰性混合混合氣體庇護悍接生產（MIG）、鎢極惰性混合混合氣體庇護悍接生產（TIG）并且等鋁離子體悍接生產電源線（PA）等焊機產生了的脈沖為供熱系統，按照合金材料質絲材的增加，在軟件的把握下，按設計擠壓成型途徑在的基板上囤積層片，層層落實堆敷必定會合金材料質零件及運轉情況近凈擠壓成型。 6、鑄鍛銑和好增材營造技能

從方法能力的機理出來說，該類方法能力要是一種弧光增材創造方法能力。但于是其擊破常用增材創造有限性，借助鑄鍛銑和好創造，產品承載力及耐腐蝕性達標鍛件能力，使增材創造在高耐腐蝕性金屬質核心部件的運用上受到精準投放，于是要歸入將新增的種方法能力。

該技術在增材制造過程中加入了微鍛工藝，改變了傳統制造鑄鍛銑分離、流程長、需大型鑄鍛銑設備、耗資源重污染、復雜件無法整體制造的模式，突破了增材制造難以得到鍛件級零件的世界難題。目前，通過該技術成功制造發動機過渡段并通過烏克蘭航空鍛件標準質量檢測和實機考核，制造的GH4169高溫合金零件經美國通用航空公司測試疲勞性能超過鍛件。中國商飛集團、美國通用航空公司、歐洲空客集團已采用該技術制造飛機關鍵零件。
2017年，鑄鍛銑復合增材制造(zao)技(ji)術已經獲得美國(guo)(guo)發(fa)明專利保護，獲得全國(guo)(guo)創新大獎(jiang)、日內瓦國(guo)(guo)際發(fa)明展金獎(jiang)、中國(guo)(guo)發(fa)明協會特別獎(jiang)等。

六種金屬增材制造技術優勢對比

金屬增材制造材料

1、鈦合金

金屬增材制造技術中率先被研究和廣泛應用的合金材料，具有密度低、比強度高、耐腐蝕性、高溫力學性能優良及生物相容性等特點。最典型的是TC4鈦合金，適合于激光束/電子束快速成形工藝，主要用于航空框架、梁、接頭、葉片等部件上。

鎳合金

高溫合金的一種，是以鎳為基添加適宜的元素，能在600℃以上的高溫及一定應力環境下長期工作的一類金屬材料，具有耐高溫性、良好的的抗熱腐蝕和抗氧化性能等，主要用于高性能發動機。

2、鋼

合金材料中最大的一個分支。在增材制造技術發展史上，鋼是被廣泛應用的重要材料，可細分為不銹鋼、高強鋼和模具鋼。不銹鋼具有耐化學腐蝕、耐高溫和力學性能良好等特性，其粉末成型性好、制備工藝簡單且成本低廉。

3、鋁合金

熔點較低，快速熔凝過程中溫度梯度相對較小，容易加工成型且成形件不易變形開裂，但是易氧化、具有高反射性和導熱性等特性。目前對于鋁合金更多的是基于SLM的研究與應用。

4、鎂合金

最輕的結構合金，由于其特殊的高強度和阻尼性能，在諸多應用領域具有替代鋼和鋁合金的可能。另外具有原位降解性、優異的生物相容性等特點，在生物醫療行業比傳統合金更有應用前景。

5、其它合金

還包括硬質合金、鈷鉻合金、以及Cu-Su、WNi、Ni-Al和Nb-Ti-Si等金屬間化合物材料和一些梯度材料。

金屬增材制造技術的應用

1、成形傳統制造難度大的零件

在制造領域，有些零部件形狀復雜、制備周期長，應用傳統鑄造鍛造工藝生產不出來或損耗較大。而金屬增材制造技術則可以快速制造出滿足要求的零部件，并具有加工周期短、制造成本低、無需工裝和模具等優勢。

通過金屬3D打印的異型水路模具設計時間減少了75%、制造端人力節省了50%、射出模具生產周期縮短了14％、制造費用降低了16%等。

2、制備高成本材料零件

金屬材料是制造領域必不可少的重要材料，但是在實際的加工過程中，卻存在著不少問題，例如鈦合金、高溫合金、超高強度鋼等材料難加工、加工成本高、材料利用率低，加工周期長等。

美國最大的航空發動機制造公司之一普惠公司應用增材制造技術用于發動機的鎳基合金和鈦合金部件的研制，結果顯示：不但獲得了與當前材料一致的性能，大大縮短了制造周期，提升了復雜幾何結構的制造精度；而且原材料消耗降低了50%，并將發動機的BTF比（原材料質量與部件最終質量之比）從傳統工藝的20:1降低到2:1以下，有效的提高了部件的質量和降低了制造成本。

3、快速成形小批量非標件

3D打印非常適合個性化定制生產、小批量生產。當前，金屬增材制造的個性化制造在醫療器械的應用極為突出，一方面用于打印具有個性化需求的植入物/假體或模仿仿生原理的復雜結構。

這些植入物通過3D打印技術的精確控制，有效實現外在輪廓及內部結構的同步重建，以滿足其與患者局部解剖結構的高度匹配，其中具有生物相容性的鈦合金材料是重要的加工材料，打印出來的多孔結構植入物，可以更好的與人體組織結合。另一方面，金屬增材制造技術還可用于為病人量身定做植入手術所需的精密部件，例如華南理工大學利用激光選區熔化技術（SLM）已成功研制了外科手術所需的個性化輔助導板。

4、高性能成形修復受損零件

高成本零件的成形修復也是金屬增材制造技術的突出優勢。過去，對于受損零部件只能做表面的涂層修復，并且維修工序步驟繁多，還涉及到一些額外的步驟如加工、拋光、測試等，同時還受維修時限條件的制約，耗時較長；而對于損傷稍嚴重的零部件也只能作更換處理。金屬增材制造技術則可以對任意缺失或損環的部分進行快速成形和修復。

例如航空航天零件結構復雜、成本高昂，一旦出現瑕疵或缺損，只能整體換掉，可能造成數十萬、上百萬元損失。而通過金屬3D打印技術，可以用同一材料將缺損部位修補成完整形狀，修復后的性能不受影響，大大延長了使用壽命，降低了成本，減少了停機時間。

5、異質材料的組合制造

對于傳統制造方式（鑄造、鍛造等）來講，將不同材料組合成單一產品非常困難，但是增材制造技術有能力使不同原材料進行組合制造。

針對部分工業零件適當利用增材制造技術進行組合制造，不同的結構部位采用不同類別的金屬材料，不僅大大提高結構件的性能，而且降低了成本，特別是昂貴材料的成本。同時，也把增材制造技術成型復雜精細結構的優勢與傳統制造技術高精度本的優勢結合起來，形成了最佳的制造策略。

6、輕量化制造

增材制造技術快速自由成型的特點，給產品的設計帶來了無限的創新空間，為實現最優化的設計提供了有效的制造途徑。金屬增材制造技術則可以使這些經拓撲優化后的創新模型，不用考慮制造約束并快速實現制造。

例如空客A320飛機的大尺寸“仿生”機艙隔離結構，這一結構是通過拓撲優化設計，金屬3D打印制造而成，材料是采用的超強且輕質合金材料Scalmalloy。A320全新的機艙設計與原有的隔離結構相比，新型的仿生隔離結構由幾個不同的部件組成，不僅強度更高，而且將其總量減輕了45%。

金屬增材制造六種技術及典型案例分析