我國金屬3D打印技術發(fā)展歷史!

金屬3D打印興起于歐美國家，我國自20世紀90年代中期開展金屬3D打印技術研究，研究的重點以能量沉積法（DED）和粉末床熔融法（PBF）為主。對于其他技術的研究相對較少。由于同期國外金屬3D打印技術已經逐漸步入快速制造階段，我國金屬3D打印技術的研究基本沒有經歷快速成形階段和直接成形高性能復雜金屬零件。

在我國最早進行DED技術研究的單位是西北工業(yè)大學、北京航天大學等。1997年，西北工業(yè)大學進行了“金屬粉材激光立體成形的熔凝組織與性能研究”。是我國第一個正式立項科研項目。2006年西北工業(yè)大學銷售了我國第一臺DED-L商業(yè)化裝備。同年，北京航空制造研究所開展DED-E技術的研究工作，開發(fā)了我國首臺DED-E成形裝備。在此后的十余年內，我國DED裝備和技術取得了長足的發(fā)展。2012年，北京航空航天大學DED-L方面的研究成果獲國家技術發(fā)明一等獎。

金屬3D打印的兩大重要因素---設備、金屬材料

我國PBF技術的研究始于21世紀初。2004年，華中科技大學和華南理工大學幾乎同時開始SLM成形技術與裝備的研發(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技術外，清華大學于2004年申請了SEBM技術方面的首個中國專利，并研制成功了SEBM試驗裝備。2006年，西北有色金屬研究院委托清華大學試制了SEBM型實驗裝置，開展鈦合金SEBM成形技術研究。2015年，西北有色金屬研究院控股的公司研制成功了我國第一臺商業(yè)化SEBM成形裝備，并于2017年聯(lián)合國內相關單位制定了我國金屬3D打印領域的第一個材料標準(GB/T 34508-2017，粉床電子束增材制造TC4合金材料)。

裝備是金屬3D打印的關鍵要素。在過去的30多年，我國的金屬3D打印技術特別是裝備技術取得了突飛猛進的發(fā)展。2017年總裝機量已經達到5700多臺。目前DED裝備已經能夠實現(xiàn)納米級金屬零件毛坯的直接制造；PBF裝備的成形效率雖然低1--2個數(shù)量級，最大成形尺寸小于1m，但成形件的復雜性不受限制。

材料是金屬3D打印的另一關鍵要素。目前，國內外3D打印金屬材料的研究 主要是針對航空航天材料，如高性能鈦合金、高溫合金、超高強度鋼以及鋁合金。隨著3D打印技術向生物醫(yī)療、動力、能源等領域的推廣，鈷合金、銅合金、難熔合金、金屬間化合物、復合材料、梯度材料、非晶合金的3D打印也逐漸受到了重視。相對來說，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，且已經制定了相關的應用標準。

近年來，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，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，原料種類少、成本高、材料工藝和質量控制技術不成熟、專用合金開發(fā)較滯后、成形制件檢測技術缺乏，都限制了金屬3D打印技術。