我国金属3D打印技术发展历史!

金属3D打印兴起于欧美国家，我国自20世纪90年代中期开展金属3D打印技术研究，研究的重点以能量沉积法（DED）和粉末床熔融法（PBF）为主。对于其他技术的研究相对较少。由于同期国外金属3D打印技术已经逐渐步入快速制造阶段，我国金属3D打印技术的研究基本没有经历快速成形阶段和直接成形高性能复杂金属零件。

在我国最早进行DED技术研究的单位是西北工业大学、北京航天大学等。1997年，西北工业大学进行了“金属粉材激光立体成形的熔凝组织与性能研究”。是我国第一个正式立项科研项目。2006年西北工业大学销售了我国第一台DED-L商业化装备。同年，北京航空制造研究所开展DED-E技术的研究工作，开发了我国首台DED-E成形装备。在此后的十余年内，我国DED装备和技术取得了长足的发展。2012年，北京航空航天大学DED-L方面的研究成果获国家技术发明一等奖。

金属3D打印的两大重要因素---设备、金属材料

我国PBF技术的研究始于21世纪初。2004年，华中科技大学和华南理工大学几乎同时开始SLM成形技术与装备的研发工作。到2009年左右，两家单位均已自主研制成功了专业化的SLM装备。除SLM技术外，清华大学于2004年申请了SEBM技术方面的首个中国专利，并研制成功了SEBM试验装备。2006年，西北有色金属研究院委托清华大学试制了SEBM型实验装置，开展钛合金SEBM成形技术研究。2015年，西北有色金属研究院控股的公司研制成功了我国第一台商业化SEBM成形装备，并于2017年联合国内相关单位制定了我国金属3D打印领域的第一个材料标准(GB/T 34508-2017，粉床电子束增材制造TC4合金材料)。

装备是金属3D打印的关键要素。在过去的30多年，我国的金属3D打印技术特别是装备技术取得了突飞猛进的发展。2017年总装机量已经达到5700多台。目前DED装备已经能够实现纳米级金属零件毛坯的直接制造；PBF装备的成形效率虽然低1--2个数量级，最大成形尺寸小于1m，但成形件的复杂性不受限制。

材料是金属3D打印的另一关键要素。目前，国内外3D打印金属材料的研究 主要是针对航空航天材料，如高性能钛合金、高温合金、超高强度钢以及铝合金。随着3D打印技术向生物医疗、动力、能源等领域的推广，钴合金、铜合金、难熔合金、金属间化合物、复合材料、梯度材料、非晶合金的3D打印也逐渐受到了重视。相对来说，目前最成熟的合金材料主要有Ti-6AL-4V合金、Inconel718合金、Inconel625、316L不锈钢和Co-28Cr-6Mo合金，且已经制定了相关的应用标准。

近年来，虽然金属3D打印创造出了很多成就，但是材料的影响很大程度上限制了金属3D打印技术，根据研究表示，目前5000多种金属合金中，只有十几种材料可以3D打印成形，原料种类少、成本高、材料工艺和质量控制技术不成熟、专用合金开发较滞后、成形制件检测技术缺乏，都限制了金属3D打印技术。