激光焊接熔覆
激光熔覆工艺流程详细介绍
激光熔覆工艺流程详细介绍
激光熔覆工艺流程详细介绍
激光熔覆工艺是一种现代先进的表面修复和涂敷技术，它利用激光束将高温能量输入到工件表面，使其熔化并与涂敷材料相结合，从而实现了对工件表面的修复和再涂覆。在工业制造领域，激光熔覆工艺广泛应用于提高工件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时也可用于修复损坏的零件表面。
激光熔覆工艺流程可以大致分为以下几个步骤：
1. 表面准备：在进行激光熔覆之前，首先需要对工件表面进行准备，确保其清洁、平整和无瑕疵。通常采用砂轮磨削、喷砂或化学清洗等方法对表面进行处理。
2. 涂敷材料选择：根据工件的使用要求和表面修复或改性的目的，选择适合的涂敷材料。涂敷材料通常是一种粉末或线材形式的合金材料或陶瓷材料。
3. 激光参数设置：根据涂敷材料的性质和所需的涂层特性，设置适当的激光参数。激光功率、扫描速度和激光束直径等参数的选择将直接影响到涂层的质量和性能。
4. 激光熔覆过程：将激光束聚焦到工件表面的待涂覆区域，使其熔化并与涂敷材料相互作用。熔化的工件表面将与涂敷材料中的元素相混合，形成新的涂层结构。
5. 涂层质量检测：在激光熔覆完成后，对涂层进行质量检测。常用的检测方法包括金相显微镜观察、断口分析、硬度测试和粗糙度测量等。
6. 后处理和加工：根据涂层的用途和要求，进行必要的后处理和加工工艺。常见的后处理方法包括热处理、喷砂、研磨和抛光等。
激光熔覆工艺具有许多优点，包括高能量密度、精密控制和局部加热等。相比传统的涂敷和修复技术，它能够实现更高的涂敷效率和更好的涂层质量。激光熔覆还可以实现多层涂覆和复杂几何形状的修复，提供了更多的设计自由度。
然而，激光熔覆工艺也存在一些挑 challenge。涂敷材料的选择和参数设置需要详细的材料知识和工艺经验。激光熔覆过程中的热效应可能会导致涂层和工件的应力积累，从而影响涂层的结构和性能
stability。激光熔覆设备的投资和运维成本较高，限制了其在某些领域的广泛应用。
激光熔覆金刚石
激光熔覆金刚石−金属耐磨涂层的组织和性能*
庞爱红1， 孙贵乾2， 董俊言2， 庞诚宇1， 郭 宇2， 董书山2（1. 河南厚德钻石科技有限公司, 河南 商丘 476200）（2. 吉林大学, 超硬材料国家重点实验室, 长春 130012）
摘要 在10～30 μm的细颗粒金刚石表面进行镀Cr处理，并将其与Ni-Cr-B-Si粉末混合置于碳钢表面，采用激光热源将预置粉末熔覆于碳钢表面制备耐磨涂层。结果表明：金刚石表面的增厚镀Cr层在激光高温热场中可有效保护金刚石，避免金刚石在高温下发生氧化及石墨化，且可使金刚石与金属基体间实现冶金结合。对涂层的金相、物相及形貌进行分析，发现金刚石可显著提升涂层的冷却速率，同时细化冷凝组织，提高其硬度并增强其耐磨性。添加质量分数为20%镀Cr金刚石的熔覆涂层的耐磨性较未添加镀Cr金刚石时的提升了4.6倍，摩擦系数降低近50%。关键词 金刚石；表面金属化；耐磨涂层；激光熔覆 中图分类号 TQ164; TG58; TG74 文献标志码 A文章编号 1006-852X(2023)04-0514-09DOI码 10.13394/ki.jgszz.2023.0127收稿日期 2023-06-11 修回日期
2023-07-05 金属材料制品是全球应用最广泛的一类装备构件，年均消费额超过数万亿美元。许多金属装备构件需经受冲击、磨损、腐蚀等多种破坏作用，而磨损是其最常见、最基本的失效方式。国外统计资料显示[1]，摩擦消耗掉全世界30%的一次性能源，约有80%的机器构件因磨损而失效。发达国家每年因摩擦磨损造成的损失占其GDP的5%～7%，损失高达上万亿美元。我国是制造大国，因此造成的损失比例更高。据不完全统计，我国每年由于摩擦磨损造成的经济损失达上万亿元[2]。而且，随着机械设备的工作环境越来越苛刻（高温、高湿、高速、重载、高盐雾环境等），金属构件表面因快速磨损而导致装备系统失效的问题亦愈加突出[3]。因此，提高金属构件的耐磨性，延长其使役寿命，提高整体装备的综合运行效能，一直是全球装备制造业的重大需求与重点研究领域[4-6]。为此，国内外许多科技工作者在此方面开展了全面、深入、系统的研究。采用表面改性/强化/硬化等技术进行处理，如表面渗氮[7]、表面镀铬[8]、离子注入[9-10]、激光处理[11-12]、表面喷涂[13-14]、表面堆焊[15]、表面涂镀[16]等技术工艺，赋予结构件表面高于基材的特殊耐磨/耐蚀层。尽管上述技术在许多工程领域已成熟应用，但随着装备技术的不断发展，对材料的耐磨性能等提出了更高要求，现有的表面耐磨材料体系仍难以满足装备构件在苛刻条件下对于耐磨性能的需求。因此，开发具有超高耐磨性能的新型耐磨材料具有重要的科学意义与工程需求。采用激光熔覆方法将耐磨金属粉末颗粒熔覆于钢制零部件表面来制备耐磨涂层，是提升钢材耐磨性常用且有效的手段之一。熔覆涂层的硬度及磨损量是衡量涂层耐磨性优劣的关键指标。目前，应用最广的耐磨涂层材料是气雾法制备的镍基或铁基合金粉末，如Ni60和Fe45等[17-18]。但此类涂层材料的耐磨性有限，仅适用于在弱磨损环境下运行的零部件。为了进一步提升涂层耐磨性，研究人员在此基础上将陶瓷或碳化钨等硬质颗粒作为耐磨增强相添加到涂层合金粉末中，使涂层的硬度和耐磨性较单一金属基涂层的有所提升，但此种涂层在苛刻环境下的表现仍无法满足实际的工程需求。因此，制备出适用于苛刻环境的超耐磨涂层具有重大的工程意义。金刚石是自然界中硬度最高的物质，具有极高的耐磨性、极低的摩擦系数和突出的化学稳定性等。目前，磨料金刚石主要发挥“矛”的作用，用于制备加工 * 基金项目 ： 河南省科学技术厅重大科技专项 “揭榜挂帅”项目（211110230500）。2023 年 8 月 第 4 期金刚石与磨料磨具工程Aug. 2023第43卷 总第 256 期Diamond & Abrasives EngineeringNo. 4 Vol. 43 Serial 256
激光熔覆技术工艺及案例分析
在很长一段时间内，传统的工业制造加工或者再修复，需要通过电镀技术，这一技术虽然曾一度在金属表面防护、装饰加工等方面发挥了很大的作用，但长期以来带来的污染问题让许多制造企业头疼不已，因此为减少污染，新的激光熔覆技术受到人们的欢迎。
激光表面熔覆具有能量密度高，熔覆质量致密，结合强度高，熔覆层组织的稀释率低、热影响区小等特点。激光表面熔覆为非接触式加工且输入热量可控，采用的规范激光修复方法可以解决其它焊接方法造成焊接残余应力和开裂倾向。因此可以先采用机械加工的方法去除牌坊表面的腐蚀层和磨损的疲劳层，然后选取耐腐蚀性和耐磨性都优于基材的粉末，采用激光熔覆的方法对牌坊进行修复，这样既避免了多次去除材料给牌坊造成的强度下降的缺陷，又避免了堆焊造成的因应力集中导致的变形问题，而且提高了牌坊的耐腐性和耐磨性。
激光熔覆技术是使用激光将金属粉末直接熔融，逐层沉积成型。激光熔覆技术完成的熔覆涂层冶金质量高、稀释率低、变形小、表面光洁度高，属于先进环保的再制造加工技术，在工业再制造领域极大地减少企业的后续机加工成本，能有效延长产品使用周期，在钢铁行业轧机牌坊修复中大受欢迎。
现场激光修复案例分析
1、修复加工方法
因为轧机机架体积及重量大，附属管路等多，拆卸、安装、运输繁杂，另外有大修时间限制。轧机牌坊材质是ZG25，设计使用寿命年限为40年，牌坊工作面腐蚀失效深度1~2.5mm。通过现场勘察及使用工况的调研，综上因素，在考虑满足使用要求的前提下，确定针对轧机牌坊现场修复方法为：
通过在线机械加工，去除牌坊失效工作面（四块衬板下面及两个轧机轴承座底面）表面腐蚀疲劳层，上半面腐蚀较轻，下半面较严重，平均铣去大约2或3mm的深度，为激光熔覆前基体表面处理做准备。在通过机械加工去除材料，清除牌坊表面腐蚀层过程中，要保证恢复失效工作面（和安装面）的垂直度、平面度及粗糙度要求。再通过激光熔覆技术将特殊耐腐蚀材料熔覆到前面加工的基体表面，彻底改变了牌坊表面的特性。预计熔覆涂层寿命在十年以上，避免了对牌坊表面频繁的机加工修复带来的危害，彻底解决轧机牌坊磨损腐蚀的难题。
等离子熔覆与激光熔覆的区别
等离子熔覆与激光熔覆的区别
等离子熔覆
1.技术特点：等离子熔覆机所采用的等离子束，是一种电离弧，比弧焊机热量更集中，所以加热速度更快，为了获得更集中的离子束，一般采用高压缩比孔径，小电流，以便控制基体温度不致太高，避免引起退火变形。当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作，造成机体冷却相对较慢，形成的过渡区域比激光熔覆要深一些，这对硬面材料熔覆来说，应力会释放好一些。
2.设备特点：等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来，其电源·喷枪·送粉器·摆动器等，技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，耗电少，使用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，便于规模化生产，效益显著，对环境要求低，对材料适应广泛。随着电气技术的进步，我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。另外设备体积小，重量小，焊枪可以手持把握，这使它使用起来更灵活方便，辅助工装的造价便宜。
3.工艺特点：
第一前期处理简单：只需除锈去污去疲劳层即可。
第二送稳：采用氩气送粉，送分精度要求低，可以有一定的倾斜度。这样就允许手工操作，对于金属修复比较适用。
第三等离子稳定性好：等离子的稳定性好，熔池的形成也易于控制，敷材与机体融合充分，区域过度较好。
第四加热和冷却速度低于激光：熔融状态维持时间长，有利于金相组织均匀形成，排气浮渣较好，在粉末喷出过程中就已经加热，且有氩气和离子气的保护，所以熔覆层均匀度更好，气孔夹渣等缺陷更少。
第五材料选择：等离子加热方式对材料限制少，材料选择更广泛，对碳化物，氧化物的熔覆更容易一些。
激光熔覆
1. 技术特点
2. 激光熔覆最重要特点是热量集中，加热快冷却快热影响区小，特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆（喷焊·堆焊·普通焊接等）手段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。但我以为这只是从工件整体宏观讲，而当你对熔覆层和热影响区进行微观分析时，你会看到另一种景象，这一点我将在后面讲到。
激光熔覆技术研究现状及发展趋势
激光熔覆技术研究现状及发展趋势
介绍了激光熔覆的技术特点，综述了国内外激光熔覆技术的研究现状，并阐述了激光熔覆技术的发展趋势，最后总结了激光熔覆技术亟待解决的几个问题和发展对策。
标签： 激光熔覆；发展趋势；研究现状；发展对策
0引言
近些年来，随着科学技术的大力发展，激光熔覆技术因其在零件材料表面改变性能中的突出优点而获得了国内外大多学者的广泛关注和研究，陆续已经进入到工业生产领域。激光熔覆技术是指利用激光束为热源，将其合金粉末熔化，在零件材料基体合金表面形成一种冶金结合表面的涂层[1]。激光熔覆技术作为零件材料表面改性技术的一种非常有效的手段，可以有效改善金属材料表面的硬度、耐磨性、强度、抗高温氧化性和耐腐蚀等性能，与其他表面处理技术相比较，激光熔覆技术具有很多优点，例如熔覆热能影响区域较小，加工工件的变形小，加工工艺易于实现自动化控制等，激光熔覆按涂层材料的添加方式，可以分为同步式和预置式，同步式是将涂覆合金粉末直接喷在受激光辐照的合金熔池内直接成型，预置式是将要涂覆的合金材料通过喷涂或粘结等方法预置于材料基体合金表面，然后用激光束进行辐照，后者操作简单，但对于预涂层粉末的厚度，粘结剂的要求较高，后者熔覆层质量更好，生产效率更高，同时对于送粉设备以及预涂层粉末要求也比较高。
1国内外研究现状
激光熔覆技术的实验研究开始于20世纪70年代中期，研究初期对激光熔覆技术的研究主要在于熔覆工艺，熔覆层的性能，熔覆层的微观组织结构以及激光熔覆工艺应用等方面的研究、当代激光熔覆技术主要集中在激光熔覆机的研制、激光熔覆材料的研制、激光熔覆模型和基础理论、激光熔覆过程检测与控制、激光熔覆送粉系统的研制、基于激光熔覆的快速成形与制造技术等领域的研究[2]。
1.1国外激光熔覆技术的发展现状。
国外对激光熔覆技术的研究始于上世纪80年代，比我们国家早二十年左右的时间，国外的研究主要集中在以下三个地区：欧洲（德国、荷兰、法国、英国、芬兰、、葡萄牙、瑞典）北美（美国）和亚洲（日本、澳大利亚、新加坡） [3]。20世纪80年代后期以后，激光表面处理方面的的论文篇数逐渐大于焊接和切割方面的论文篇数，这不仅说明国外对于激光熔覆技术这方面的研究速度加快，国外对激光熔覆加工领域的研究主要集中在微观组织结构和金相分析、激光熔覆层的性能、熔覆层缺陷以及激光熔覆过程关键因素的检测与控制、激光熔覆加工设
深圳市创鑫激光股份有限公司连续焊接 熔覆光纤激光器使用说明书
连续焊接/熔覆光纤激光器
深圳市创鑫激光股份有限公司
使用说明版权说明
此用户使用说明版权为深圳市创鑫激光股份有限公司（以下简称“创鑫激光” ）
所有，创鑫激光保留所有权。除了版权法所允许的情况外，任何第三方单位或个人，
未经创鑫激光许可，不得出于任何目的通过任何途径及媒介在可检索的系统上复制、
改编、传播或出版此文档，复制件应保留相应版权和原始版本的所有声明。
创鑫激光确信本使用说明提供的信息是正确可靠的，但不作任何保证、陈述、
表达或暗示此文档可用作其他场合的应用参考，且不承担任何因使用此文档侵犯专
利或侵犯任何第三方权利所致的法律责任。因使用文档可能导致的间接或直接损伤
相关设备的情况，创鑫激光不负任何责任。
本文档中出现的创鑫激光和创鑫激光标志已被深圳市创鑫激光股份有限公司注
册为商标。此商标无违反任何商标法的规定。创鑫激光对文档信息中所出现的专利
或知识产权不授予任何权利。
对此文档中任何信息的改动和调整，恕不另行通知。
引 语
欢迎您使用深圳市创鑫激光股份有限公司研发生产的连续焊接/熔覆光纤激光
器产品，为便于更好使用及维护您的激光器设备，我们组织人员编撰了本文档。由
于编者本身水平有限，文档难免存在纰漏，用户在使用过程中如有任何的意见和建议,
也请不吝赐教,以帮助我们不断修订完善。再次感谢您使用创鑫激光的产品！
在使用本产品前，请您仔细阅读创鑫激光提供的《连续焊接/熔覆光纤激光器
使用说明》，以熟悉操作和维护本设备。我们强烈推荐操作人员在操作设备前，阅
读本使用说明。
本使用说明将作为随机附件，为我们现有客户或潜在客户提供重要操作、安全
及其他方面的信息。1
公司简介
深圳市创鑫激光股份有限公司成立于2004年，是国内首批成立的光纤激光器
制造商之一，也是国内首批实现在光纤激光器、光学器件两类核心技术上拥有自主
知识产权并进行垂直整合的国家高新技术企业之一。公司现已发展成为国际知名的
光纤激光器及核心光学器件研发、生产和销售为一体的激光器厂商，是国内市场销
电磁场辅助激光熔覆技术的研究进展
表面技术 第52卷 第6期 ·166· SURFACE TECHNOLOGY 2023年6月
收稿日期：2022–03–31；修订日期：2022–05–17 Received：2022-03-31；Revised：2022-05-17 基金项目：国家自然科学基金（51874091，52101087）；辽宁省教育厅优秀青年科技人才项目（2020LNQN01）；辽宁科技大学青年教师科研基金（2019QN02） Fund：National Natural Science Foundation of China(51874091, 52101087); Outstanding Youth Science and Technology Foundation of the Educational Department of Liaoning Province(2020LNQN01); Youth Fund in University of Science and Technology Liaoning(2019QN02) 作者简介：王茜（1991—），女，博士，副教授，主要研究方向为材料表面改性、高温腐蚀与防护。 Biography：WANG Qian (1991-), Female, Doctor, Associate professor, Research focus: material surface modification, high temperature corrosion and protection. 通讯作者：张峻巍（1973—），男，博士，教授，主要研究方向为激光先进制造技术、材料成形与热处理。 Corresponding author：ZHANG Jun-wei (1973-), Male, Doctor, Professor, Research focus: laser advanced manufacturing technology, material forming and heat treatment. 引文格式：王茜, 张亮, 李倩, 等. 电磁场辅助激光熔覆技术的研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(6): 166-179. WANG Qian, ZHANG Liang, LI Qian, et al. Research Progress of Electromagnetic Field Assisted Laser Cladding Technology[J]. Surface Technology, 2023, 52(6): 166-179. 电磁场辅助激光熔覆技术的研究进展
激光熔覆技术方案
1.激光熔敷技术优势
1、激光熔敷加工精度高，易于实现近净成形和后续精加工。如果采用TIG堆焊，堆焊的宽度与高度不易控制，后续精加工余量过大，且热影响区大,如果工件薄而小，易产生变形。
2、激光熔敷加工易于数字化控制，可加工几何形状复杂的零部件。若采用手工焊接，在稳定性和质量上都无法满足要求。
3、采用高效的自动化激光熔敷技术，可以有效地减小热影响区，杂质夹杂，气孔，降低叶片裂纹的产生，而且产品的一次合格率可以稳定在95%以上，而采用传统标准工艺(TIG堆焊)则相差甚远。
4、激光熔敷可以在氢气保护下进行，而无需真空环境。与电子束堆焊相比，加工效率更高，设备维护更方便。
2.激光熔覆技术在行业中的应用
1、涡轮动力设备修复和改造
在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备，例如：汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电TRT、烟气轮机、发电机、往复式压缩机、飞机发动机、地面燃机、水轮机、制氧机、水泵、柴油机、工业透平、增速机等等。特别是70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备（机组），经过长周期各种工况条件下服役，因腐蚀、磨损和疲劳等因素，所有设备（机组）均存在着使用中的损伤失效，有的则处在报废或即将报废状态。而常规的技术和工艺方法不能，也不敢动及这些关键的、价值贵重的设备（机组），稍有失误将造成设备（机组）失效和破坏，从而带来的是潜在的巨大的产值和经济损失。
在钢铁冶金行业，涡轮转动设备（机组）是提供能源和动力的载体。钢铁企业拥有的各种规格进口和国产的轴流压缩机（风机），单级、多级离心鼓风机、引风机、除尘风机、H型氧压机、氮压机、螺杆压缩机、自备电厂的各种型号汽轮机、高炉能量回收使用的单级、双级透平发电TRT机组、各种发电及电动机、大型水泵等涡轮动力设备。再制造工程技术为这些重大关键设备（机组）提供了安全可靠，质量保障，性能稳定提升的综合技术。激光熔覆仿形技术和激光快速成形技术在这些关键设备和零部件修复及再造应用，又使再制造工程技术得到发展。例如，2007年11月份，天津某公司应用再制造工程技术和激光熔覆仿形技术修复津西钢铁公司AV40-12型轴流压缩机的动、静叶片；2008年3月份，修复津西钢铁公司2MPG4.5-175/145型高炉透平“一拖二”式TRT机组的动、静叶片并进行两台机组的拆装、调试和检测的全方位“交钥匙”工程。现在，经修复的两台机组已经投入生产服役，运行良好，平稳可靠。而且，采用激光熔覆仿形技术修复后的两台机组的所有动、静叶片都可比原设计制造的新叶片提高使用寿命50-100%，仅此两台设备可为津西厂节省约500多万元维修资金。
进口半导体激光熔覆设备概述
进口半导体激光熔覆设备概述
从目前的激光熔覆应用来看，国外的激光进口设备占据中国市场的份额并不高，绝大多数还限于国内高校和科研院所使用，以下对三种国外进口激光熔覆设备进行概述。
一、 Laserline公司产品
德国Laserline公司成立于1997年，总部位于德国Muelheim-Kaerlich，生产车间4300平米，员工85人，主要从事光纤耦合高功率半导体激光加工系统的生产和制造。应用为激光焊接、钎焊、表面处理和激光熔覆。
该公司的产品主要为高功率光纤耦合激光器，激光器输出的激光通过一根光纤耦合后输出至激光加工头，光纤的芯径为200、300、400、600、1000、1500微米。
型号 LDF-2000 LDF-4000 LDF-6000 LDF-10000 LDF-15000
功率 W 2000 4000 6000 10000 15000
光纤芯径μm 400 600 400 600 1000
焦距mm 150 150 150 150 150
光斑mmF=150mm 0.3 0.45 0.6 0.9 1.5
激光熔覆需要配置的设备为激光器本体、工作光纤、加工头。
该公司用于激光熔覆的激光光斑直径1-6mm，正圆形，熔覆速度5mm/s，光斑面积为正圆形适合于激光立体成型，将由于激光光斑各向异性造成的影响减小到最低，但不是适用于大面积激光熔覆，对于表面较大的轴类工程零件在处理效率上还需增大光斑面积。
Laserline公司产品目前由中国科艺公司进行代理销售，在中国目前还没有独立的子公司运行，主要客户主要为高校及研究院所。
由于激光器输出的光束依靠光纤传导，因此需要购买额外的激光加工头与工作光纤进行连接，因此光纤的损伤就成为激光熔覆过程中的脆弱瓶颈，这种高功率的传能光纤目前我们国家还不能生产，因此更换损伤的光纤还需要从国外进口，每只光纤的价格大约为5万人民币左右。 Laserline目前在中国的主要市场不是在激光熔覆领域，而是在激光钎焊领域有很好的应用，激光钎焊不存在长时间的连续大功率激光输出，因此将光纤损伤的概率较小。在德国的汽车生产线上使用Laserline进行白车身焊接的企业很多，在我国上海一汽大众生产线上使用的也是该公司产品，但每年仍需支付高昂的光纤更换费用。
激光熔覆技术延伸多光束激光成型工艺讲解
多束激光成型工艺
1.背景
随着大功率激光器技术的日益成熟及国产化，激光加工技术在现代工业上应用的覆盖面飞速扩展，我国作为制造业大国，激光的工业应用是早已不局限于切割、焊接、蚀刻及熔覆等传统领域。近年来，以激光快速成型为代表的激光增材成形制造技术得到越来越广泛的应用。其发展趋势为：（1）复杂零件的精密制造技术应用；（2）降低成本实现金属零件直接制造，直接成型金属部件；（3）材料的组织与结构一体化制造。未来需要解决的关键技术包括精度控制技术、大尺寸构件高效制造技术、复合材料零件制造技术。该技术的发展将提高制造业的创新能力，为我国由制造大国向制造强国发展提供有利的技术支撑。
3D打印技术也称为增材成形制造技术，是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，与工件传统成型的去除及切削加工技术不同，增材制造是一种层层叠加成形的制造方法。该技术以离散-堆积为原理, 利用材料受控成形来制造零件，其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合。该技术与传统加工制造技术相比具有很多独特的技术优势，将成为促进传统产业转型升级的助推器。“快速原型制造”、“三维打印(3D 打印 )”、“实体自由制造”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。
近年来的发展表明，激光3D打印是增材成形制造技术率先突破的方向，将改变制造业的生产方式。目前增材成形制造基于激光熔覆金属粉末或者丝材，3D打印非金属比较成熟，但金属的3D打印成型工艺存在成本高、层与层之间结合力差、成型后应力较大以及变形等诸多问题。
本技术开发3D打印制造工件技术，制造强度高、结合力好的电器连接头、带有空间曲面及密集孔道的汽车零件，研发适合于多品种产品制造的工艺技术，通过增材成形技术实现比传统制造技术以相对较低的成本制造零部件。
近年来，有欧美学者提出了“第三次工业革命”的概念，主要就是指3D打印技术、新能源、新材料和信息技术的大发展和广泛应用。掌握3D打印技术，并在制造企业推广“3D数字化设计和数字化直接制造”技术，在国内市场中，3D打印技术未来在制造业的普遍运用，将会显著改变制造业的产业结构，重塑制造业的全貌，推动产业升级，使高端制造业的经营模式往制造业服务业发展。