金属增材制造技术 徐昀华
科技论文检索及写作
—金属增材制造技术
学院：材料科学与工程学院
专业班级：焊接1301班
姓名：徐昀华
学号： 130200308 任课教师：张春华
完成日期： 2016.12.29
摘要：金属增材制造技术作为3I)打印技术的一个重要分支，在20余年的发展中取得了显著的进展。
文中简要:回顾了金属增材制造技术的历史溯源，重点从制件组织结构、制件性能、制件微观缺陷、成形工艺等方面分析了针对钦合金、镍基高温合金等常用材料的增材制造技术研究新进展，探讨了增材制造技术发展所面临的技术问题以及需要重点考虑的发展方向。
关键词:金属材料;增材制造;激光快速成形;性能
Metal Additive Manufacturing Technique
(Research institute of Additive Manufacturing(3D Printing)，College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of Aeronautics g- Astronautics，Nanjing, 210016，China)
Abstract:The metal additive manufacturing technique，as an important branch of 3D printing technique，has made remarkable progress based on the rapid development of materials technique，equipment technique，computer technique，and so on. The evolution history of metal additive manufacturing technology reviewed briefly. The microstructure，the mechanical performance，the micro-defect，and the technological process of product are introduced to discuss the studies on additive manufacturing technique of titanium alloy，nickel-base super，and so on. Some suggestions of technical problems in the development of additive manufacturing technique are put forward. Finally，the main development direction is pointed out.
作为一种全新概念的制造技术，增材制造技术自20世纪90年代出现以来，经过20余年的发展，己经成为当前先进制造技术领域技术创新蓬勃发展的源泉，以“3D打印技术”为全新概念的增材制造技术己经成为当前包括美国在内的世界主要制造大国实施技术创新、提振本国制造业的重要着力点川。中国政府积极推进3D打印技术在制造业的技术创新进程。在工业和信息化部的支持下，2012年成立“中国3D打印技术产业联盟”。2013年，中国3D打印技术产业联盟成功举办首届世界3D打印技术产业大会，并与亚洲制造业协会、英国增材制造联盟、比利时Material公司、德国E()S公司、美国3 D System公司等组织共同发起成立世界3D打印技术产业联盟的号召，高度凸显了中国3D打印技术在全球3D 打印技术创新领域的重要引领作用。作为金属增材制造技术基础研究的支持机构，国家自然科学基金委员会机械工程学科在“十三五”学科发展战略规划设想中明确将增材制造技术作为跨学科学部交叉优先领域进行布局，以进一步提升中国增
材制造技术的自主创新能力。
1.金属增材制造技术概况
直接制造金属零件以及金属部件，甚至是组装好的功能性金属制件产品，无疑是制造业对增材制造技术提出的终极目标。早在20世纪90年代增材制造技术发展的初期(当时称之为“快速原型制造技术”或“快速成形技术”)，研究人员便己经尝试基于各种快速原型制造方法所制备的非金属原型，通过后续工艺实现了金属制件的制备团。与立体光造型(Stereolithography, SLA)叠层制造(I,am-mated object manufacturing, LOM)、熔融沉积成型(Fused deposition modeling, FDM)、三维打印(Three-dimensional printing, 3DP)等快速原型制造技术相比，选择性激光烧结技术(Selected lasersintering, SLS)，由于其使用粉末材料的特点，为制备金属制件提供了一种最直接的可能。SI,S技术利用激光束扫描照射包覆有机粘接剂的金属粉末，获得具有金属骨架的零件原型，通过高温烧结、金属浸润、热等静压等后续处理，烧蚀有机粘接剂并填充其他液态金属材料，从而获得致密的金属零件川。随着大功率激光器在快速成形技术中的逐步应用，SI,S技术随之发展成为选区激光熔化成形技术(Selective laser melting, SLM) o SLM技术利用高能量的激光束照射预先铺覆好的金属粉末材料，将其直接熔化并固化，成形获得金属制件川。在SI,M技术发展的同时，基于激光熔覆技术，逐渐形成了金属增材制造技术研究的另一重要分枝—激光快速成形技术(Laser rapid forming,LRF)或激光立体成形技术(Laser solid forming,LSF)。该技术起源于美国Sandia国家实验室的激光近净成形技术(Laser engineered net shaping,LENS)}'}，利用高能量激光束将与光束同轴喷射或侧向喷射的金属粉末直接熔化为液态，通过运动控制，将熔化后的液态金属按照预定的轨迹堆积凝固成形，获得从尺寸和形状上非常接近于最终零件的“近形”制件，并经过后续的小余量加工后以及必要的后处理获得最终的金属制件.吕〕。基于SI,S技术的SI,M技术和基于LENS技术的LRF技术作为金属增材制造技术的两个主要研究热点，引领着当前金属增材制造技术的发展。由于具有极高的制造效率、材料利用率以及良好的成形性能等优势，金属增材制造技术从一开始便被应用于航空航天等高端制造领域的高性能金属材料和稀有金属材料的零部件制造。经过20余年的发展，中国国内金属增材制造技术在材料、工艺、装备以及成形性能等各个方面均得到长足的发展，并且己经在航空航天等高端制造领域实现了初步应用仁月。
2.研究进展
金属增材制造技术对高性能金属材料(包括稀有金属材料)而言，是一种极为有利的加工制造技术。相较于材料去除(或变形)的传统加工和常见的特种加工技术，基于材料增加的金属增材制造技术有着极高的材料利用率。当前增材制造技术的金属材料主要集中在航空航天用钦合金、高温合金、高强钢以及铝合金等材料体系。研究人员以上述金属材料为研究对象，从制件组织结构、制件性能、制件缺陷以及成形工艺等方面对金属增材制造技术开展了广泛的研究。
2.1制件组织结构
钦合金材料是当前金属增材制造技术最主要的研究对象。在对航空用TC4钦合金激光成形的研究中，陈静等发现制件的组织结构为粗大的柱状晶，在粗大的俘晶粒内是细小的针状马氏体。‘脚,薛蕾等在研究中发现制件的组织结构为柱状原始俘晶界内编织细密的。+俘网篮组织口,而张霜银等的进一步研究获得了TC4钦合金制件组织结构中柱状晶向等轴晶(CET)转变的时机及其P/V值mo咎林等发现TC21激光成形制件组织结构为粗大的沿沉积高度方向外延生长的原始俘柱状晶，仅最后一层熔覆层顶部为较细小的俘等轴晶，在宏观上存在针状马氏体区和网篮组织区}l:i}。王彬等发现Ti60棒状试样的组织结构是以棒材轴心呈微“八”字形对称分布的定向生长柱状晶构成，柱状晶内部为近乎无侧向分枝的胞状晶组织口‘〕。贺瑞军等在对Ti-6A1-2Zr-Mo一合金的成形研究中发现制件具有均匀细小的。俘双相片层组织，且片层取向随机多样，分布均匀o:o。赵张龙等采用SI,M+等温锻造复合工艺制备的TC17钦合金制件，其组织结构主要由粗大俘柱状晶粒组成，经相变点上、下等温锻造及热处理后，制件组织结构主要由条状和细小等轴a相组成，仅经相变点以下等温锻造及热处理后，制件组织主要由细小等轴a相组成，仍存在有少量的原始俘晶粒边界CIS7在镍基高温合金材料的激光成形中，冯莉萍等发现Rene95高温合金制件的组织结构为定向凝固柱状枝晶，组织细密，枝晶一次间距为 5 } 30pm，二次臂很小或者完全退化比〕，其在FUH95合金制件中也获得了相似结论，其组织结构由细小柱状枝晶组织组成，枝晶一次间距约为10 pm，二次臂退化。由于局部凝固条件的不同，枝晶干区域的Y‘相为球形、枝晶间区域的Y‘相为立方体形态，尺度均小于0. 1 }m }lg} 0林鑫在316I二不锈钢制件中发现其组织呈现全Y奥氏体结构，Y奥氏体从基体外延生长成柱状枝晶，并显示较强的晶体取向性，其<100>晶向基本平行沉积方向，仅在顶部出现一薄层转向枝晶口门。贾文鹏等通过建立的预测模型，预测了316I二不锈钢激光快速成形制件的组织结构为细长柱状晶，并且获得了不发生CET转变的控制条件}z0}。董翠等制备的300M超高强度钢制件其组织结构则具有细小均匀的快速凝固胞状树枝晶，其显微组织为马氏体与贝氏体混合组织.王
小军等在对Al-12Si合金激光成形的研究中发现，在相邻激光相互作用形成德尔热影响区内有粗大的针状初生Si形成，其余部分由纳米级球状51颗粒镶嵌在AI基体中组成Czz7。
2. 2制件性能
比对基于传统制造方法的制造规范和制造标准，激光增材制造制件性能的达到程度决定着该项技术在工程实际中的应用程度。李怀学等发现TC4钦合金制件室温拉伸强度达到1 100 MPa，达到锻件标准，硬度在3 300^3 500 MPa之间，各向硬度差异不显著。高士友等发现，TC4钦合金制件尽管其组织结构类似于铸造，但其抗拉强度达到了锻造制件的水平。陈静等制备的TC4钦合金制件的室温及300℃拉伸强度及塑性指标均达到或超过锻造件水平mo张方等发现Ti60合金制件的硬度要高于锻件指标，室温和600℃高温拉伸强度均高于锻件，室温塑性略低于锻件，而高温塑性与锻件相当}z}}，其进一步的研究表明Ti60合金制件在进行双重退火热处理后，其室温和高温(600 0C)下的拉伸强度略有下降，但塑性显著增高，综合力学性能得到提高}ze}。陈静等发现Ti60制件的组织结构以及粉末材料的制备方法会使钦合金制件的高温持久性能发生大幅度变化。较高的功率密度所形成的魏氏组织相较较低功率密度形成的网篮组织其高温持久性显著降低，采用气雾化法制备的粉末在制件中形成的气孔会导致其高温持久性能降幅达300 0 o }z'}。于翔天等制备的TiB } TiC增强TA 15复合材料制件，当TiB} TiC增强相体积分数约为9%时，制件抗拉强度和屈服强度提高了1200，分别达到1040 MPa及935 冯莉萍等发现FUH95合金的成形制件的拉伸强度指标达到粉末冶金的97. 900，塑性超过粉末冶金制件mo。金具涛等发现激光成形Rene95合金的室温抗拉强度为1 247 MPa，较粉末冶金C级水平略低，而沿沉积高度方向的延伸率为16.200，高于粉末冶金A级水平Czs7。杨海欧等研究表明，对Rene95高温合金激光快速成形制件进行固溶+时效热处理后，其强度指标接近粉末冶金C'级标准，塑性指标超过粉末冶金A级标准。试样平均硬度达到HV496. 3}j0}。赵晓明等对Re-ne88DT高温合金制件进行时效热处理后，发现其抗拉强度提高了400 MPa，屈服强度接近同种材料的粉末锻造水平仁川。
袁源等制备的铁基固溶体增韧Fe9Cr9 Sit三元金属硅化物合金制件，其韧性明显改善，在干滑动摩擦条件下，具有较低的摩擦系数}sz7。董翠等制备的300 M超高强度钢制件室温拉伸性能接近同质材料的锻件水平。
2. 3制件微观缺陷
对金属增材制造制件性能的研究发现，制件性能尽管在个别指标能够达到同
质材料的相应标准和规范，但总体上还是存在着一定的差距，其主要原因在于增材制造技术成形机理的固有特性—“瞬态熔凝过程”所导致的制件内部的微观缺陷，如裂纹、空洞等，其产生的原因包括工艺参数配置不当、内应力以及熔合不良等。张凤英等对钦合金制件围观缺陷的产生进行了深入的研究，发现由于钦合金本身所特有的优良的塑性性能，其制件往往很少出现裂纹，但在制件内部大多存在微气孔以及熔合不良等缺陷。此外，成形件内部的气孔形貌呈球形，在成形件内部的分布具有随机性，气孔是否形成取决于粉末材料的松装密度等特性，氧含量对气孔的形成没有影响。熔合不良缺陷形貌一般呈不规则状，主要分布在各熔覆层的层间和道间，其是否产生取决于成形特征参量是否匹配，其中最显著的影响因素是能量密度、多道间搭接率以及Z轴单层行程}33}陈静等的研究表明:316I二不锈钢激光快速成形容易产生开裂，裂纹多发生在树枝晶的晶界，呈现出典型的沿晶开裂特征。熔覆层中的裂纹是凝固裂纹，属于热裂纹范畴。裂纹产生的主要原因是熔覆层组织在凝固温度区间晶界处的残余液相受到熔覆层中的拉应力作用所导致的液膜分离的结果.0。卢朋辉在对K418高温合金的开裂研究中也发现了制件内裂纹为与液膜有关的结晶裂纹，裂纹沿枝晶晶界扩展}30}。赵晓明对Rene88DT激光快速成形裂纹的研究中发现裂纹为液化裂纹，与钦合金相似，也具有典型的沿晶开裂特征.〕。贺瑞军等在对Ti-6 Al-2 Zr-Mo一合金在高周疲劳失效中的变形行为的研究中发现钦合金制件的疲劳裂纹萌生和扩展中的变形行为都与其位错运动和滑移行为密切相关。疲劳裂纹扩展中的滑移主要沿两个滑移面进行，裂纹扩展亚表面存在大量二次裂纹}s77。
2. 4梯度材料
为实现某种或某几种功能或性能，而不仅仅局限在单一材料体系，增材制造技术为设计方法的变革提供了一条崭新的途径，基于增材制造技术的梯度功能材料就是最为典型的应用。杨海欧等制备了从1000o316I二到100 0 o Rene88DT 成分连续渐变的梯度材料制件。制件组织致密，在过渡层内，随着Rene88DT合金所含比例的逐渐提高，硬度和一次枝晶间距持续增大，硬度值从底部1000o316I,的186HV连续渐变到顶端100 0 o Rene88DT的458HV。平均一次枝晶间距由底部的12. 41 pm逐渐增大到顶部的16. 99 }m}'0}。刘建涛等制备了从Ti到Ti2A1Nb成分连续渐变、外形规则、高度为17 mm的梯度材料制件。随着A1和Nb成分的提高，Ti-Ti 2A1Nb功能梯度材料实现了由a型钦合金经过。+俘型及R型钦合金向Ti 2A1Nb基合金的转变比〕。解航等成功制备了CoCrM。体积分数10%的无裂纹Ti6A14V-CoCrM。梯度材料制件，用于人工关节的制备}s}}。许小静等进行了Ti-80 0 o Ni(质量分数)合金的工艺研究，制件组织结构由
ri-TiNi 3板条和TiNi(82)}ri共晶构成，随着激光扫描速率的增大，刀板条逐渐转变为刀板条+(TiNi(82) }护共晶，随着激光功率的增大，块状组织越细，形成(TiNi(82)}护离异共晶组织+板块间(TiNi(82) Sri)共晶组织。
3发展前景
金属增材制造技术作为一种全新理念的制造技术，自其出现之日起，便被工程材料领域的研究者们视为一种新的方法和手段，实现或者替代既有加工制造方法和材料制备方法。众多的研究表明，当前绝大多数关于增材制造技术的研究，其最终目标依旧是基于某一材料体系的零件、部件或功能组合制件的制备。无论是材料制备还是加工制造，无论是对制件组织结构、制件性能的研究还是对制件微观缺陷、成形工艺等的研究，其参考的标准依旧是既有加工制造和材料的指标体系，从某种意义上讲，当前增材制造技术的相关研究主要聚焦于对既有加工制造方法和材料制备方法的替代或者提升。随着对增材制造技术研究的深入和理解认识的进一步拓展，人们逐步意识到增材制造技术的内涵似乎己经不仅仅局限于工程和材料学科，其所蕴含的潜能正在逐步向外辐射，日益影响着其他学科的发展，甚至是社会生产模式、思维模式的变革，以至于终将影响社会形态的发展。
4结束语
金属增材制造技术因其逐点堆积的过程，可以通过对“点”的精确控制，从而实现对金属件的“控形控性”的要求。在合适的工艺基础上，金属增材制造技术可完成钦合金、高温合金、不锈钢等零件的高品质、快速制造。文中，作者从两个层面提出了增材制造技术的新构想:一方面，基于既有制造/材料标准体系，以产品性能指标(或称产品质量)为目标，通过对制造过程的工艺配置，控制成形过程中制件的组织结构，建立制件性能指标一制件组织结构一制造工艺参数的“关系数据链”，实现“基于性能驱动的增材制造闭环控制”;另一方面，基于增材制造技术现状，从观念上正确认识增材制造技术的规律性，接受并认可增材制造技术的固有属性，综合考虑产品功能/性能、效率和成本的关系，建立增材制造技术产品独立的评价体系。
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金属材料激光增材制造技术
金属材料激光增材制造技术 孙峰、李广生 金属材料增材制造技术是通过对CAD模型进行离散处理，以金属粉末、颗粒、金属丝材等为原材料，采用高功率激光束熔化/快速凝固逐层堆积生长，直接从零件数模完成高性能零件的近终成形制造。 金属材料增材制造技术，可分为以送粉为技术特征的激光沉积制造（Laser Deposition Melting，LDM）技术和以粉床铺粉为技术特征的选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术。 LDM技术是快速成形技术和激光熔覆技术的有机结合，是以金属粉末为原材料，以高能束的激光作为热源，根据成形零件CAD模型分层切片信息规划的扫描路径，将送给的金属粉末进行逐层熔化、快速凝固、逐层沉积，从而实现整个金属零件的直接制造。 LDM系统主要包括：激光器及光路系统、水冷机及冷却系统、数控机床系统、送粉器及送粉系统、惰性气体保护系统、激光熔化沉积腔及工艺监控系统等。 图1LDM激光沉积制造技术 LDM技术集成了快速成形技术和激光熔覆技术的特点，具有以下优点： （1）无需大型设备与模具，零件近净成形，材料利用率高；工艺流程、制造周期短，制造成本低； （2）零件无宏观偏析，组织细小、致密，力学性能达到锻件水平； （3）成形尺寸不受限制，可实现大尺寸零件的制造； （4）激光束能量密度高，可实现难熔、难加工材料的近净成形； （5）可对失效和受损零件实现快速修复，并可实现定向组织的修复与制造。 主要缺点： （1）制造成本较高；
（2）制造效率较低； （3）制造精度较差，悬臂结构需要添加相应的支撑结构。 SLM技术是以快速原型制造技术为基本原理发展起来的先进激光增材制造技术。通过专用软件对零件三维数模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层熔化凝固堆积的方式，实现三维实体金属零件制造。 SLM系统主要由激光器及光路系统、气体净化系统、铺粉系统、控制系统4部分组成。 图2SLM激光选区熔化制造技术 SLM技术具有以下优点： （1）原材料范围广，包括不锈钢、高温合金、钛合金、钴-铬合金及难熔金属等； （2）成形零件精度高，表面稍经打磨、喷砂等简单后处理即可达到使用精度要求； （3）复杂零件制造工艺简单，周期短，材料利用率高； （4）成形零件的力学性能良好，一般力学性能优于铸件，与锻件相当； （5）适合多孔零件的制造，实现零件的轻量化的需求。 主要缺点： （1）层厚和光斑直径很小，导致成形效率很低；
金属材料在增材制造技术中的研究进展_胡捷
金属材料在增材制造技术中的研究进展 胡 捷，廖文俊，丁柳柳，胡 阳 （上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海２００ ０７０）摘要 对金属材料在增材制造技术研究中的发展史进行了概述，并分类描述了不同的成形机制。重点详细介绍了增材制造技术领域内各类金属材料的研究进展，种类涵盖到钛合金、镍合金、钢、铝合金和硬质合金等材料。最后提出行业应该更注重“政用产学研”五位一体化，以市场为导向，逐渐形成一系列金属材料的增材制造工艺方法及标准。 关键词 增材制造 钛合金 镍合金 钢中图分类号：ＴＧ１４ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ＨＵ Ｊｉｅ，ＬＩＡＯ Ｗｅｎｊｕｎ，ＤＩＮＧ Ｌｉｕｌｉｕ，ＨＵ Ｙａｎｇ （Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｃａｄｅｍｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７０）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ，ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ，ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ｉｓ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ，ｓｔｅｅｌ 胡捷：男，１９８８年生，硕士，工程师，研究方向为金属材料的制备和加工 Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｊｉｅ３＠ｓｈａｎｇ ｈａｉ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ．ｃｏｍ０ 引言 增材制造技术， 顾名思义，是指运用离散－堆积的方法将材料一点一点地增加起来的加工技术，主要工艺流程如图１所示 。 图１ 增材制造的工艺流程 Ｆｉｇ．１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ早期的增材制造技术主要为原型制造， 用于快速响应产品的外观设计，所用材料包括树脂和塑料。随着市场需求的不断提高，增材制造技术不能仅仅满足于外观要求，还必须 逐渐向制造功能件方向转变，由此关于金属材料的研究便不曾间断。 在２０世纪９０年代中期，美国联合技术研究中心（ＵＴＣ）与桑地亚国家实验室（Ｓａｎｄｉａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）合作开发了激光工程化近成形制造技术（Ｌａｓｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｎｅｔ ｓｈａ－ｐｉｎｇ ，ＬＥＮＳ），该技术使用了Ｎｄ∶ＹＡＧ固体激光器和同步粉末输送系统，用于金属零件的近形制造和局部修复。与此同时，瑞典的Ａｒｃａｍ公司基于电子束熔炼快速制造技术（Ｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ ｂｅａｍ ｍｅｌｔｉｎｇ ，ＥＢＭ）发展出金属材料“自由成形技术”（Ｆｒｅｅ ｆｏｒｍ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＦＦＦ），可直接由金属粉末生成完全致密零件；国内西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授突破了快速原型制造的界限，发展出激光立体成形技术（Ｌａｓｅｒ ｓｏｌｉｄ ｆｏｒｍｉｎｇ，ＬＳＦ），获得了形状较为复杂的金属零部件。随后，美国Ｌｏｓ Ａｌａｍｏｓ国家实验室开发了直接光学制造（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｌｉｇ ｈｔ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＤＬＦ）的金属零件快速成型；美国Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ和Ｃａｒｎｅｇｉｅ Ｍｅｌｌｏｎ Ｕｎｉ－ｖｅｒｉｓｉｔｙ合作开发了形状沉积制造技术（Ｓｈａｐ ｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＳＤＭ）；美国密西根大学研究开发了直接金属沉积技术（Ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔａｌ ｄｅｐ ｏｓｉｔｏｎ，ＤＭＤ）；德国弗朗和夫研究所（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ）开发了控制金属堆积技术（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｍｅｔａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ，ＣＭＤ）；英国Ｂｉｒｍｉｎｇ ｈａｍ大学的吴鑫华教授提出了受控激光制造技术（Ｄｉｒｅｃｔ ｌａｓｅｒ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）等［１－４］ 。如今，在国内以金属激光熔覆（Ｌａｓｅｒ ｃｌａｄｄｉｎｇ，ＬＣ）、金属材料选区激光熔化（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ ，ＳＬＭ）或烧结（Ｓｅ－ｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ，ＳＬＳ）技术占据市场主导地位，ＳＬＳ技· ９５４·金属材料在增材制造技术中的研究进展／胡 捷等
金属零件激光增材制造技术及其应用
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 传统零件制备工艺主要是减材制造。从一块原材料开始，通过切割、钻、铣削等机械工艺方式去除部分材料，从而获得一个三维物体形态，这个过程中材料的利用率较低。而增材制造通过极小单位的原材料的叠加产生三维物体形态，虽然后期也可能通过再加工产生废料，但总体来说对材料的浪费是很少的。这在原型制作以及小批量生产上明显优于传统减材技术。 激光增材制造技术是一种基于离散/ 堆积成形思想的新型制造技术，是集成计算机、数控、激光和新材料等新技术而发展起来的先进产品研究与开发技术。其基本过程是将三维模型沿一定方向离散成一系列有序的二维层片；根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码；成形机制造一系列层片并自动通过激光熔敷、烧结、沉积等将它们联接起来，得到三维物理实体。这样将一个物理实体的复杂三维加工离散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，且成形过程的难度与待成形的物理实体形状和结构的复杂程度无关。该技术的主要特点有：高柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体；CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化；成形过程无需专用夹具或工具；无需人员干预或只需较少干预，是一种自动化的成形过程；成形全过程的快速响应，适合现代激烈的产品市场。 尤其是金属零件，其主要采用激光增材制造技术，以高功率或高亮度激光为热源，逐层熔化金属粉末，直接制造出任意复杂形状的零件。其主要方法有： 1、激光直接沉积增材制造技 该技术可追溯到20 世纪70 年代末期的激光多层熔覆研究，但直到20世纪90年代，国内外众多研究机构才开始对同轴送粉激光快速成形技术的原理、成形工艺、熔凝组织、零件的几何形状和力学性能等基础性问题开展大量的研究工作。
3D打印典型金属材料
316L奥氏体不锈钢具有高强度和耐腐蚀特性。316L可在很宽的温度范围内下降到低温，用于航空航天、石油、天然气等多种工程应用，也可用于食品加工和医疗等领域。 17-4PH马氏体不锈钢耐腐蚀性，在高达315°C下仍然拥有高强度、高韧性，激光加工状态具有极佳的延展性。 马氏体MS1(18Ni300) “马氏体时效”钢在时效过程中具有高强度、韧性和尺寸稳定性。与其他钢不同，MS1不含碳，属于金属间化合物，通过丰富的镍，钴和钼的冶金反应硬化。由于高硬度和耐磨性，马氏体300适用于许多模具的应用（注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压）,也为应用于各种高性能的工业工程部件（航空航天、高强度机身部件和赛车）。德国EOS AlSi10Mg 铝/镁组合可带来显著的强度和硬度的增加。适用于薄壁，几何形状复杂的零件，在需要良好的热性能和低重量场合中作为理想的应用材料。其零件组织致密，有铸造或锻造零件的相似性。 铝硅12 一种具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末材料。典型应用在薄壁零件如换热器，汽车，航空航天和航空工业级的原型及生产零部件。 青铜CuSn合金 这种合金具有优异的导热性和导电性。热管理应用中的具优良热传导率的铜，可以结合设计自由度，产生复杂的内部结构和冷却通道。适合冷却更有效的工具插入模具，如半导体器件。也用于具有壁薄、形状复杂特征的微型换热器. 激光铜合金加工（LAAM）是具有挑战性的技术，铜的高导热迅速将热量从熔池通过高反射率高转移大量的电力。因此，较高的激光功率是必需的。 CoCr合金 具有高的强度，优良的耐腐蚀性和良好的生物相容性，无磁性。由于高耐磨性，良好的生物相容性，无镍（镍含量＜0.1%）特点，常用于外科植入物如合金人工关节、膝关节和髋关节。 也可用于发动机部件，风力涡轮机和许多其他工业部件，以及时装行业，珠宝等。 In718 基于铁镍硬化的超合金，具有优异的耐腐蚀性以及良好的耐热和拉伸、疲劳、蠕变性能，Inconel718适合各种高端应用包括飞机涡轮发动机和陆基涡轮机（叶片，环，套管，紧固件和仪表零件）。 In625 在温度高达约815C条件下依然提供优良的负载性能，此外，耐腐蚀性能，这种合金广泛应用于需要高的点蚀、缝隙腐蚀和耐高温的行业，例如航空航天，化工和电力工业中的应用。TC4 具有优异的强度和韧性，结合耐腐蚀、低比重和生物相容性使其在航空航天和汽车比赛中许多高性能工程应用非常理想，而且还用于生产生物医学植入物，强度高、模量低、耐疲劳性强。
增材制造国内外发展状况
增材制造（3D打印）技术国内外发展状况 --西安交通大学先进制造技术研究所2013-07-09 一、概述 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（切削加工）技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。自上世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”（Material Increse Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。 美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印有明确的概念定义。增材制造是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，3D打印也常用来表示“增材制造”技术，在特指设备时，3D打印是指相对价格或总体功能低端的增材制造设备。 增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显着。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备。目前已有的设备种类达到20多种。这一技术一出现就取得了快速的发展，在各个领域都取得了广泛的应用，如在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等。增材制造的特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了增材制造在产品创新中具有显着的作用。 美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，认为该技术改变未来生产与生活模式，实现社会化制造，每个人都可以成为一个工厂，它将改变制造商品的方式，并改变世界的经济格局，进而改变人类的生活
适用于金属3D打印机三种材料解析
适用于金属3D打印机三种材料解析 现如今市场上金属3D打印机的材料几乎都以金属粉末为主。不管是直接用作3D打印原材料还是将其掺杂在线材中，金属材料能够成为3D打印机制作金属件的基本成分。这意味着一款金属3D打印材料的可用性几乎取决于金属粉末可融性的难易程度。例如，铝粉比钢粉更难以粘接，因此在金属3D打印机材料中并不常见。 与传统制造方法相比，最适用于金属3D打印机的材料能够为制造商提供最大受益。通常，这源于可加工性的难度高低。在传统制造工艺下，例如工具钢和钛金属很难加工，但机械加工难易性并不适用于3D打印领域，因此可以在3D打印机上能够以最少的人工、时间成本加工这类金属。 今天小编为大家带来三种最适用于金属3D打印机上的材料，以及每种材料在3D打印制造过程中的利弊分析。 1、不锈钢 不锈钢的特点是机械强度高，耐腐蚀性强。从早期工业制造到3D 打印技术的应用，该金属材料广泛用于各行各业的生产中。3D打印不锈钢的材料主要包括极耐腐蚀的316L和可热处理的17-4 PH不锈钢。 工具钢顾名思义，此类钢用于各种制造工具。切割，冲压，模制或成型的生产线上的任何物品都可能由工具钢制成。工具钢由于具有很高的硬度，出色的高耐热性和耐磨性，因此可以承受各类苛刻环境。由于具备这些特性，传统工艺下工具钢一般很难加工且价格昂贵，故
而使其成为3D打印的理想选择。流行的粉末和线材包括A2，D2和H13工具钢。 2、钛 钛这种金属坚固，轻巧，耐热和耐化学腐蚀。通常，钛在加工方面极具挑战性(导致其成本高昂)，因而使其成为金属3D打印机材料的理想之选。最常见的3D打印钛是Titanium 64(Ti-6Al-4V)，可用于强度/重量比非常高的零件加工，例如军工、航天航空领域的应用。 3、镍铬铁合金 金属3D打印机主要用普通金属(例如钢)生产零件，但它们也可以用镍铬铁合金 625等此类合金制造零件，这些零件特别适合极端环境。镍铬铁合金 625是一种坚固，坚硬且非常耐腐蚀和耐热的镍基高温合金，通常用于涡轮机和火箭制造等零件生产。其他类型的镍铬铁合金，如镍铬铁合金 718，并不具有与镍铬铁合金 625相同的耐热性。从传统加工生产方式难易度上来说，这种材料的加工非常昂贵。相反，人们可以利用镍铬铁合金粉末在3D打印机上进行特殊零件加工，这为镍铬铁合金在3D打印机上的应用打开了大门。 4、金属3D打印机材料的展望 当前可用于金属3D打印机上的材料相对较少，并且多数集中在对增材制造最有利的特殊合成材料上。然而，随着金属3D打印的不断成熟，人们有望在不同的金属3D打印机上看到更多便宜的金属3D打印线材和粉末材料。这些材料具有与本文所述金属相同的成本优势，将为金属3D打印开辟新的应用领域，并进一步为各行业特殊零件制造加
金属增材制造技术 徐昀华
科技论文检索及写作 —金属增材制造技术 学院：材料科学与工程学院 专业班级：焊接1301班 姓名：徐昀华 学号： 130200308 任课教师：张春华 完成日期： 2016.12.29
摘要：金属增材制造技术作为3I)打印技术的一个重要分支，在20余年的发展中取得了显著的进展。 文中简要:回顾了金属增材制造技术的历史溯源，重点从制件组织结构、制件性能、制件微观缺陷、成形工艺等方面分析了针对钦合金、镍基高温合金等常用材料的增材制造技术研究新进展，探讨了增材制造技术发展所面临的技术问题以及需要重点考虑的发展方向。 关键词:金属材料;增材制造;激光快速成形;性能 Metal Additive Manufacturing Technique (Research institute of Additive Manufacturing(3D Printing)，College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of Aeronautics g- Astronautics，Nanjing, 210016，China) Abstract:The metal additive manufacturing technique，as an important branch of 3D printing technique，has made remarkable progress based on the rapid development of materials technique，equipment technique，computer technique，and so on. The evolution history of metal additive manufacturing technology reviewed briefly. The microstructure，the mechanical performance，the micro-defect，and the technological process of product are introduced to discuss the studies on additive manufacturing technique of titanium alloy，nickel-base super，and so on. Some suggestions of technical problems in the development of additive manufacturing technique are put forward. Finally，the main development direction is pointed out. 作为一种全新概念的制造技术，增材制造技术自20世纪90年代出现以来，经过20余年的发展，己经成为当前先进制造技术领域技术创新蓬勃发展的源泉，以“3D打印技术”为全新概念的增材制造技术己经成为当前包括美国在内的世界主要制造大国实施技术创新、提振本国制造业的重要着力点川。中国政府积极推进3D打印技术在制造业的技术创新进程。在工业和信息化部的支持下，2012年成立“中国3D打印技术产业联盟”。2013年，中国3D打印技术产业联盟成功举办首届世界3D打印技术产业大会，并与亚洲制造业协会、英国增材制造联盟、比利时Material公司、德国E()S公司、美国3 D System公司等组织共同发起成立世界3D打印技术产业联盟的号召，高度凸显了中国3D打印技术在全球3D 打印技术创新领域的重要引领作用。作为金属增材制造技术基础研究的支持机构，国家自然科学基金委员会机械工程学科在“十三五”学科发展战略规划设想中明确将增材制造技术作为跨学科学部交叉优先领域进行布局，以进一步提升中国增
增材制造试题答案
1.增材制造技术的优点 （1）自由成型制造； （2）制造过程快速； （3）添加式和数字化驱动成型方式； （4）突出的经济效益； （5）广泛的应用领域。 2.增材制造技术国内外发展现状 国外发展现状 1 欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造 技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。 2 德国建立了直接制造研究中心，法国增材制造的专项协会致力于增材制造技术标 准的研究。西班牙启动了一项发展增材制造技术的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。 澳大利亚、日本等国已经开始将其运用到航空领域，制造精密零件。 对于公司而言：以快速成型技术为主的增材制造设备已发展20多年，大量的增材制造装备的知名企业快速发展，其中以3D Systems 公司为代表，发展的SLA、SLS及3DP装备都备受关注。 美国Stratasys公司率先推出FDM装备，推广Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 两款产品。 除了以上具有代表性的外，还有LENS装备生产商、SLM装备生产商英国MIT公司等等。 国内： 我国增材制造技术研究已经经历20多年，以华科、西安交大、清华等大学为代表的科研院所开展了多项技术研究，其中涉及航空、汽车、生物、电子等各个行业。 西安交大：从1993年开始发展SLA技术研究，到现在已经有了成套的技术设备 华科：开展LOM技术，以及SLS\SLM技术，并且已经开发出相应的成套设备，且已经投入到市场使用。 清华大学跟西北工大已经研究多系列低成本FDM装备，并投入使用。并已经广泛使用到了航空领域，制造精密的成型技术。经过多年研究，我国增材制造技术得到飞快发展，精度等到极大提高。 3.增材制造技术的发展趋势。 （1）从快速原型与翻模制造向零部件直接制造转变 （2）学科交叉融合，应用领域不断扩大 （3）装备向零部件直接制造和专业化方向发展 （4）增材制造装备从高端型走向普及型 （5）成型材料开发及其系列化、标准化 4.增材制造技术面临的挑战 （1）进度控制技术； （2）高效制造技术； （3）复合材料零件增材制造技术。 5.增材制造技术面临的伦理安全问题。 （1）增材制造技术制造枪支。通过互联网下载枪支设计数据，借助增材成型工艺制造出来； （2）增材成型技术克隆人体器官。
增材制造技术概述
3.1 增材制造技术概述 增材制造技术诞生于20世纪80年代后期的美国。一开始，增材制造技术的诞生源于模型快速制作的需求，所以经常被称为“快速成型”技术。历经三十年日新月异的技术发展，增材制造已从概念（沟通）模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的一种先进制造技术，已远非当初的快速成型技术可比。 3.1.1概述 1.概念 增材制造（即Additive Manufacturing，简称AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。 增材制造的概念有“广义”和“狭义”之说，如图3-1所示。 “广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。而“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系。 目前，出现了许多令人眼花缭乱的多种称谓：快速成型（Rapid Proto-typing）、直接数字制造（Direct Digital Manufacturing）、增材制造（AdditiveFabrication）、“三维打印(3D—Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”、增层制造（Additive Layer Manufacturing）等。2009年美国ASTM专门成立了F42委员会，将各种RP统称为“增量制造“技术，在国际上取得了广泛认可与采纳。 2.原理与分类 实际上在我们的日常生产、生活中类似“增材”的例子很多，例如：机械加工的堆焊、建筑物（楼房、桥梁、水利大坝等）施工中的混凝土浇筑、元宵制法滚汤圆、生日蛋糕与巧克力造型等。 图3-1 增材制造概念 基本原理：首先将三维CAD模型模拟切成一系列二维的薄片状平面层。然后利用相关设
增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术
增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术 一、增材制造技术的简介 增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术就是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除一切削加工技术,就是一种“自下而上”的制造方法。这一技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序,在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现“自由制造”,解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。而且越就是复杂结构的产品,其制造的速度作用越显著。 增材制造原理与不同的材料与工艺结合形成了许多增材制造设备,目前已有的设备种类达到20多种。该技术一出现就取得了快速发展,在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了广泛的应用。其特点就是单件或小批量的快速制造,这一技术特点决定了快速成形在产品创新中具有显著的作用。 二、增材制造技术的优势 2、1设计上的自由度——在机加工、铸造或模塑生产当中,复杂设计的代价高昂,其每项细节都必须通过使用额外的刀具或其它步骤进行制造。相比而言,在增材制造当中,部件的复杂度极少需要或根本无需额外考虑。增材制造可以构建出其它制造工艺所不能实现或无法想像的形状,可以从纯粹考虑功能性的方面来设计部件,而无需考虑与制造相关的限制。 2、2小批量生产的经济性——增材制造过程无需生产或装配硬模具,且装夹过程用时较短,因此它不存在那些需要通过大批量生产才能抵消的典型的生产成本。增材工艺允许采用非常低的生产批量,包括单件生产,就能达到经济合理的打印生产目的。 2、3高材料效率——增材制造部件,特别就是金属部件,仍然需要进行机加工。增材制造工序经常不能达到关键性部件所要求的最终细节、尺寸与表面光洁度的
3D打印典型的金属材料
316L奥氏体不锈钢 具有高强度和耐腐蚀特性。316L可在很宽的温度范围内下降到低温，用于航空航天、石油、天然气等多种工程应用，也可用于食品加工和医疗等领域。 17-4PH马氏体不锈钢 耐腐蚀性，在高达315°C下仍然拥有高强度、高韧性，激光加工状态具有极佳的延展性。 马氏体MS1(18Ni300) “马氏体时效”钢在时效过程中具有高强度、韧性和尺寸稳定性。与其他钢不同，MS1不含碳，属于金属间化合物，通过丰富的镍，钴和钼的冶金反应硬化。 由于高硬度和耐磨性，马氏体300适用于许多模具的应用（注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压）,也为应用于各种高性能的工业工程部件（航空航天、高强度机身部件和赛车）。 AlSi10Mg 铝/镁组合可带来显著的强度和硬度的增加。适用于薄壁，几何形状复杂的零件，在需要良好的热性能和低重量场合中作为理想的应用材料。其零件组织致密，有铸造或锻造零件的相似性。 铝硅12 一种具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末材料。典型应用在薄壁零件如换热器，汽车，航空航天和航空工业级的原型及生产零部件。 青铜CuSn合金 这种合金具有优异的导热性和导电性。热管理应用中的具优良热传导率的铜，可以结合设计自由度，产生复杂的内部结构和冷却通道。适合冷却更有效的工具插入模具，如半导体器件。也用于具有壁薄、形状复杂特征的微型换热器. 激光铜合金加工（LAAM）是具有挑战性的技术，铜的高导热迅速将热量从熔池通过高反射率高转移大量的电力。因此，较高的激光功率是必需的。 CoCr合金 具有高的强度，优良的耐腐蚀性和良好的生物相容性，无磁性。由于高耐磨性，良好的生物相容性，无镍（镍含量＜0.1%）特点，常用于外科植入物如合金人工关节、膝关节和髋关节。 也可用于发动机部件，风力涡轮机和许多其他工业部件，以及时装行业，珠宝等。 In718 基于铁镍硬化的超合金，具有优异的耐腐蚀性以及良好的耐热和拉伸、疲劳、蠕变性能，Inconel718适合各种高端应用包括飞机涡轮发动机和陆基涡轮机（叶片，环，套管，紧固件和仪表零件）。 In625
增材制造资料
关于“增材制造”相关信息 1、2012年8月，美国增材制造创新研究所成立，联合了宾夕法尼亚州西部、俄亥俄州东部和弗吉尼亚州西部的14所大学、40余家企业、11家非营利机构和专业协会。 2、英国工程与物理科学研究委员会中设有增材制造研究中心，参与机构包括拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司以及德国EOS公司等15家知名大学、研究机构及企业。 3、德国建立了直接制造研究中心，主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用;法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究 4、神户大学教授Shirase Keiichi领导的一群研究人员开发出一种机床原型，该机型能够像3D打印机那样制造精密部件。与大多数3D打印机或者机加工切削工具所不同的是，它可以根据一个加工信息和切削条件的数据库，自动制订优化加工流程。 5、欧洲航天局和伯明翰大学研发的金属增材制造新技术：不用激光，也不用电子束，而是一个由一组反射镜聚焦的光束； 6、2014年，台湾清华大学动力机械工程学系与纳米工程研究所教授傅建中及其团队参与了台湾科技部工程司当年全力推动的一项增材制造跨领域研究项目计划，并成功开发一套纳米级3D打印系统，这套平台可以为科研人员提供快速低成本的3D微结构，精度可达150纳米。这项技术将可对先进科技在生物医学、材料工程及物理光学领
域的研发产生重大影响。 7、西北工大凝固技术国家重点实验室黄卫东,已经建立了系列激光熔覆成形与修复装备，可满足大型机械装备的大型零件及难拆卸零件的原位修复和再制造。 8、北航突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，解决了大型整体金属构件激光成形过程零件变形与开裂"瓶颈难题"和内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术，飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件. 中国工程院院士、北京航空航天大学教授,中航工业北京航空制造工程研究所研究员、工程院院士关桥; 北京航空航天大学教授王华明。 9、西安交大以研究光固化快速成型(SL)技术为主快速成形制造工程研究中心和快速制造国家工程研究中心，建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统，研制、生产和销售多种型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维反求设备，产品远销印度、俄罗斯、肯尼亚等国，成为具有国际竞争力的快速成型设备制造单位。西安交通大学的卢秉恒院士为代表。 西安交大在新技术研发方面主要开展了LED紫外快速成型机技术、陶瓷零件光固化制造技术，铸型制造技术、生物组织制造技术、金属熔覆制造技术和复合材料制造技术的研究。在陶瓷零件制造的研究中，研制了一种基于硅溶胶的水基陶瓷浆料光固化快速成型工艺，实现了光子晶体、一体化铸型等复杂陶瓷零件的快速制造。